Zamanı atom çekirdeğiyle ölçen ilk nükleer saat geliştirildi

Bilim insanları, zamanı atomun çekirdeğindeki enerji değişimlerini kullanarak ölçen ilk "işlevsel nükleer saatleri" geliştirdi.

Nature dergisinin haberine göre, biri Avrupa'da diğeri Çin'de olmak üzere iki bağımsız araştırma ekibi, zamanı atomun çekirdeğindeki enerji değişimlerini kullanarak ölçen iki farklı nükleer saat üretti.



Mevcut atom saatleri, atomların elektronlarının enerji seviyeleri arasındaki geçişleri temel alırken, yeni geliştirilen nükleer saatler atom çekirdeğinde bulunan proton ve nötronların enerji durumlarındaki değişimleri kullanıyor.



Araştırmacılar, yaklaşık 20 yıldır üzerinde çalışılan teknolojinin teorik bir kavram olmaktan çıkarak işlevsel bir hassas zaman ölçüm aracına dönüştüğünü belirtti.



Nükleer saatlerin çalışmasında, toryum-229 adlı elementin çekirdeğindeki enerji seviyeleri arasındaki geçişlerden yararlanılıyor. Bilim insanları, bu geçişleri morötesi lazer ışığıyla tetikleyerek çekirdeğin doğal titreşim frekansını zaman ölçümünde kullanmayı başardı.



Araştırmalarda geliştirilen saatlerin, bir günlük çalışma süresinde yaklaşık 3 milyon yılda 1 saniyelik sapmaya denk gelen doğruluk düzeyine ulaştığı kaydedildi.



Haberde, bu sapmanın her 40 milyar yılda bir saniye kazanan veya kaybeden optik atom saatlerinin doğruluğunun hala altında olduğuna vurgu yapıldı.



Bilim insanları, atom çekirdeklerinin dış çevreden elektronlara göre daha az etkilenmesi nedeniyle nükleer saatlerin mevcut atom saatlerinden daha dayanıklı ve taşınabilir olabileceğini ifade etti.



NE İŞE YARAR?



Nükleer saatler, zamanı atomun elektronları yerine atom çekirdeğindeki enerji değişimlerine göre ölçüyor. Bu da onları teorik olarak daha kararlı, dayanıklı ve taşınabilir hale getirebilir. Çünkü atom çekirdeği, dış ortamdan elektronlara göre daha az etkileniyor.



Çok hassas zaman ölçümü; GPS/navigasyon, uydu sistemleri, internet ve finansal veri aktarımı gibi alanlarda kritik. Bu sistemlerde saniyenin çok küçük bir bölümü bile konum, iletişim ve veri güvenliği açısından fark yaratabiliyor.



ÖNEMİ NE?



Bu çalışma, yaklaşık 20 yıldır teorik düzeyde kalan nükleer saat fikrinin ilk kez işlevsel hale geldiğini gösteriyor. Şu an en iyi atom saatlerinden daha hassas değiller ama ileride daha küçük, daha sağlam ve taşınabilir ultra hassas saatlerin yolunu açabilirler.



Ayrıca bilimsel açıdan da önemli: Nükleer saatler, karanlık madde, temel fizik sabitleri ve evrenin yapısı gibi konularda bugüne kadar ölçülemeyen çok küçük değişimleri araştırmak için yeni bir araç olabilir.