ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST), dünyanın en hassas optik atom saatini geliştirerek zaman ölçümünde devrim niteliğinde bir adım attı. Alüminyum iyonu tabanlı bu yeni saat, saniyeyi tam 19 basamağa kadar ölçebiliyor. Bu, mevcut en iyi saatlerden %41 daha doğru ve 2,6 kat daha istikrarlı bir performans anlamına geliyor.
DOST SİSTEMİ: İKİLİ İYON ÇÖZÜMÜ
Alüminyum iyonları tek başına çalıştırılamayacak kadar hassas olduğu için, NIST araştırmacıları onları magnezyum iyonlarıyla eşleştirdi. Bu “kuantum mantık spektroskopisi” adı verilen yöntem sayesinde magnezyum, alüminyumu soğutarak ve titreşimlerini okunabilir hâle getirerek saatin merkezindeki veriyi sağlamlaştırıyor.
NIST'te çalışan doktora öğrencisi Willa Arthur-Dworschack, bu çözümün saatin kararlılığına büyük katkı sağladığını ifade etti.
MİKRO HAREKETE KARŞI TASARIM
İyonların istenmeyen titreşimlerini ortadan kaldırmak için ekip, daha kalın elmas plaka ve optimize edilmiş altın kaplama ile iyon tuzağını yeniden tasarladı. Bununla birlikte, standart çelikten yapılan geleneksel vakum haznesi yerine titanyum kullanılarak hidrojen salınımı 150 kat azaltıldı. Bu sayede saat, günlerce sıfırlamaya gerek kalmadan çalışabiliyor.
EN KARARLI LAZER NİHAİ ADIMI ATTI
Lazer kararlılığı içinse JILA’daki Dr. Jun Ye’nin laboratuvarından destek alındı. Dünyanın en kararlı lazerlerinden biri, fiber optik ağlar aracılığıyla 3,6 kilometre mesafeden NIST'e aktarıldı. Bu lazerin frekansı, “frekans tarağı” sayesinde alüminyum iyon saatine entegre edildi ve saatin hassasiyeti yeni bir boyuta taşındı.
TEKNOLOJİK ATILIMLARIN KAPISI
Bu başarı yalnızca zaman ölçümünü değil, kuantum teknolojileri, yerçekimi ölçümleri ve temel fizik araştırmaları için de yeni kapılar aralıyor. Saatin doğruluğu, Dünya'nın şekli, uzaydaki yönelimi ve yerçekimi etkileri gibi konularda son derece hassas ölçümler yapılmasını mümkün kılıyor.
STANDART MODEL ÖTESİ
Yeni saat, temel sabitlerin evrende zamanla değişip değişmediğini sorgulayarak, Standart Model’in ötesinde fiziksel olgulara ışık tutabilir. NIST ayrıca Nisan ayında, başka bir ileri teknoloji ürünü olan NIST-F4 atom saatini de duyurarak zaman biliminin sınırlarını daha da ileriye taşımıştı.
