Zamanı adeta yakalıyor! Dünyanın en hassas saati geliştirildi: Milimetrelik farkı bile görüyor

Bilim insanları, zamanı ölçme konusunda sınırları yeniden zorlayan bir başarıya imza attı. Singapur Ulusal Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, 19 ondalık basamağa kadar doğruluk sağlayabilen lutesyum tabanlı bir optik atom saati geliştirdi. Araştırmacılara göre bu saat, bugüne kadar geliştirilen en doğru saat olarak öne çıkıyor.

Singapur Ulusal Üniversitesi bilim insanları dünyanın en doğru saatini geliştirdi. (Foto: Takvim Foto Arşivi)

ZAMANI 19 ONDALIK BASAMAĞA KADAR ÖLÇÜYOR

SciTechDaily'de yer alan habere göre Singapur Ulusal Üniversitesi Kuantum Teknolojileri Merkezi'nde geliştirilen saat, elektriksel olarak yüklü tek bir lutesyum-176 iyonunu zaman ölçümü için referans olarak kullanıyor.

Yeni atom saati, zamanı 19 ondalık basamağa kadar ölçebiliyor. (Foto: Takvim Foto Arşivi)

DÜNYANIN EN DOĞRU SAATİ

Araştırmacıların elde ettiği sonuçlara göre saat, geçiş frekansını 19 ondalık basamağa kadar ölçebiliyor. Ölçümdeki belirsizlik ise 1 × 10⁻¹⁹ seviyesine kadar indirildi. Bu değer, optik atom saatleri alanında şimdiye kadar bildirilen en düşük belirsizliklerden biri olarak dikkat çekiyor.

Ekip lideri Doçent Murray Barrett, elde edilen sonuçların ardından geliştirdikleri sistem için "dünyanın en doğru saati" ifadesini kullandı.

Saatin ölçüm belirsizliği 1 × 10⁻¹⁹ seviyesine indirildi. (Foto: Takvim Foto Arşivi)

LUTESYUM NEDEN TERCİH EDİLDİ?

Atom saatlerinin hassasiyetini sıcaklık değişimleri ve manyetik alanlar gibi çevresel faktörler etkileyebiliyor. Lutesyumun önemli avantajlarından biri ise kullanılan saat geçişinin bu etkilere karşı oldukça dirençli olması. Bu özellik, saatin farklı çevre koşullarında kararlı kalmasına yardımcı oluyor.

Araştırmacılar, lutesyum üzerinde çalışmalarına 10 yıldan uzun süre önce başladı. Yıllar süren hassas ölçümler ve mühendislik çalışmalarının ardından bu özelliklerle çalışan bir atom saati geliştirildi.

Araştırmacılar zaman ölçümünde lutesyum-176 iyonunu kullandı. (Foto: Takvim Foto Arşivi)

İKİ SAAT 200 SAAT BOYUNCA KARŞILAŞTIRILDI

Bilim insanları geliştirdikleri sistemin doğruluğunu göstermek için iki ayrı lutesyum saati üretti. Bu saatler, korelasyon spektroskopisi adı verilen yöntem kullanılarak yaklaşık 200 saat boyunca karşılaştırıldı. İki saat, 5,7 × 10⁻¹⁹ belirsizlik seviyesinde birbiriyle uyumlu sonuçlar verdi.

Bu karşılaştırma, saatlerin ne kadar hassas çalıştığını ortaya koyarken, daha uzun ölçümlerin belirsizliği daha da azaltabileceği belirtildi.

Lutesyum, sıcaklık ve manyetik alan değişimlerinden oldukça az etkileniyor. (Foto: Takvim Foto Arşivi)

SADECE BİRKAÇ MİLİMETRELİK FARKI ALGILIYOR

Çalışmanın en dikkat çekici noktalarından biri ise saatin yerçekimine karşı olağanüstü hassasiyeti. Einstein'ın görelilik teorisinin öngördüğü üzere, yerçekimi zamanın akışını etkiliyor. Bu nedenle farklı yüksekliklerde bulunan iki saat, çok küçük de olsa farklı hızlarda çalışıyor.

Yeni lutesyum saatleri, milimetre seviyesindeki yükseklik farklarından kaynaklanan zaman değişimlerini bile algılayabilecek hassasiyete ulaştı.

Araştırmacılar, aynı masa üzerinde bulunan iki saat arasındaki yaklaşık 5 milimetrelik yükseklik farkını çözebildi. Bu nedenle iyonların göreceli yükseklikleri de bir milimetreden daha yüksek hassasiyetle ölçüldü.

DÜNYANIN YERÇEKİMİ HARİTASINI ÇIKARMAYA YARDIMCI OLABİLİR

Bu olağanüstü hassasiyet yalnızca zamanı ölçmek için kullanılmayabilir. Saatlerin yerçekimine duyarlılığı sayesinde Dünya'nın farklı bölgelerindeki çok küçük yerçekimi değişimlerinin izlenmesi mümkün olabilir. Bu da gelecekte jeofizik araştırmalarında ve Dünya'nın yapısının incelenmesinde yeni olanaklar sağlayabilir. Daha hassas atom saatleri aynı zamanda temel fizikte henüz yanıtlanmamış soruların araştırılmasına da katkı sunabilir.

İki lutesyum saati 200 saat boyunca karşılaştırıldı. (Foto: Kuantum Teknolojileri Merkezi)

SANİYENİN TANIMI DEĞİŞEBİLİR

Bugün saniyenin tanımlanmasında sezyum atomları temel alınıyor. Sezyum atom saatleri onlarca yıldır GPS sistemlerinden iletişim ağlarına kadar pek çok teknolojinin hassas biçimde senkronize edilmesini sağlıyor.

Ancak optik atom saatleri, sezyum saatlerinden çok daha yüksek frekanslarda çalışıyor. Bu da zamanı daha fazla salınım üzerinden ölçmelerine ve çok daha yüksek hassasiyete ulaşmalarına imkan veriyor.

Bu nedenle dünyanın dört bir yanındaki bilim insanları, gelecekte saniyenin yeniden tanımlanması için optik saatleri değerlendiriyor. Yeni tanımın 2030 veya sonrasında gündeme gelmesi bekleniyor.

SIRADAKİ HEDEF: TAŞINABİLİR HALE GETİRMEK

Singapur'daki araştırma ekibi şimdi geliştirdikleri sistemi laboratuvarın dışına çıkarmayı hedefliyor. Araştırmacılar, saatin doğruluğundan ödün vermeden daha küçük ve taşınabilir bir sistem haline getirilebileceğini düşünüyor.

Bu gerçekleşirse son derece hassas zaman ölçümü yalnızca laboratuvarlarda değil, farklı coğrafi bölgelerde de yapılabilecek.

Bilim insanlarının geliştirdiği lutesyum saati, yalnızca saatin kaç olduğunu gösterecek kadar değil, Dünya'nın yerçekimindeki milimetrelik farklılıkların etkisini ortaya çıkaracak kadar hassas ölçebiliyor.