“Nükleer” saatle tanışın: Bir atomun çekirdeğinden gelen küçük sinyaller aracılığıyla zamanın geçişini işaretleyen bir cihaz. Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nün (NIST) ortak enstitüsü olan JILA’daki bilim insanlarının liderliğindeki bir araştırma ekibi bugün saati duyurdu ve yayınlandı bulguları Doğa.
NIST ve JILA’da fizikçi olan Jun Ye, NIST’in bir duyurusunda, “Milyarlarca yıl çalışır durumda bıraksanız bile bir saniye bile kaybetmeyecek bir kol saati hayal edin,” dedi. “Henüz tam olarak orada olmasak da, bu araştırma bizi o hassasiyet seviyesine yaklaştırıyor.”
Atomik saatler uzun zaman dilimleri boyunca çok kararlıdırlar, yani bilim insanlarının yapmak zorunda olduğu en dikkatli ölçümlerden bazılarında güvenilirdirler. Kol saatinizdeki gibi sıradan saatler zamanı tutmak için bir kuvars kristal osilatörü kullanır; kristaller, büyükbaba saatindeki sarkaç gibi zamanın geçişini ölçen belirli frekanslarda titreşir. Ancak uzay aracının konumlarını kontrol etmek gibi yüksek riskli ölçümler için en yüksek hassasiyet seviyesi gereklidir.
Atom saatleri, lazer ışığını kullanarak atomların yörüngesindeki elektronların enerji seviyeleri arasında zıplamasını sağlar ve zamanı tutmak için sallanan bir sarkaç işlevinin yerini alır. NIST duyurusuna göre, nükleer saatler de benzer şekilde davranarak zaman tutmak için bir atomun çekirdeğindeki enerji sıçramalarından yararlanır.
Nükleer saat ayrıca atom saatinden daha az gürültülü olurdu çünkü çalışması, hatalı elektromanyetik alanlar tarafından rahatsız edilebilen ve rahatsız edilebilen elektronları ölçmeye dayanmaz. Ancak bir çekirdeğin zaman tutma için gerekli enerji sıçramalarını yapmasını sağlamak için, bilim insanları genellikle çekirdeği özel olarak tasarlanmış bir tür X-ışınıyla patlatmak zorundadır. Bu nedenle yeni tanımlanan saat, çekirdeğinin enerji sıçramaları yapmak için yalnızca ultraviyole ışığa ihtiyaç duyduğu toryumla çalışır.
“Bu ilk prototiple şunu kanıtladık: Toryum, ultra yüksek hassasiyetli ölçümler için bir zaman tutucu olarak kullanılabilir,” dedi TU Wien’de fizikçi olan ekip üyesi Thorsten Schumm bir üniversitede serbest bırakmak“Geriye sadece teknik geliştirme çalışmaları kaldı, artık büyük engellerle karşılaşmamız beklenmiyor.”
Yeni tanıtılan nükleer saat, günümüzün en iyi atom saatlerinden daha hassas değil, ancak Schumm ekibinin birkaç yıl içinde bu zaman tutma cihazlarını geride bırakacağını söyledi. Schumm, “İlk arabalar arabalardan daha hızlı değildi. Her şey yeni bir konsept tanıtmakla ilgiliydi,” dedi. “Ve nükleer saatle şu anda başardığımız şey tam olarak bu.”
Temmuz ayında, farklı bir araştırmacı ekibi şimdiye kadarki en hassas atom saatini sundu. Bu saat, zamanı tutmak için binlerce atomu hapseder ve her 30 milyar yılda yalnızca bir saniye kaybeder. Ölçek açısından, evrenimiz henüz 14 milyar yaşında değil ve Dünya henüz 5 milyar yaşında değil.
Bunlar gerçekten de zamanın kendisi için baş döndürücü zamanlar!