Dünyanın en hassas atom saati geliştirildi

Singapur Ulusal Üniversitesi bünyesindeki Kuantum Teknolojileri Merkezi (CQT), lütesyum (176Lu+) iyonu kullanan yeni bir optik atom saati geliştirdi. Nature dergisinde yayımlanan araştırmaya göre saat, virgülden sonra 19 basamağa kadar hassas ölçüm yapabiliyor. Araştırmacılar, elde edilen doğruluğun optik atom saatleri için dünya rekoru olduğunu belirtiyor.

İKİ SAAT KARŞILAŞTIRILDI

Doç. Dr. Murray Barrett öncülüğündeki ekip, on yılı aşkın Ar-Ge çalışmasında 'hiperince yapı ortalaması alma' yöntemini 848 nanometre dalga boylu lazerle birleştirdi. Geliştirilen iki bağımsız saatin karşılaştırılmasında 5,7×10^-19 düzeyinde belirsizlik elde edildi. Araştırmada sistemin ölçüm belirsizliği ise 1×10^-19 düzeyinde verildi.

ÇEVRESEL DAYANIKLILIK

Lütesyum iyonunun sıcaklık dalgalanmaları ve manyetik alan değişimlerine karşı dayanıklılığı, saatin zorlu koşullarda kararlı çalışması açısından öne çıkıyor. Sistemin Ölüm Vadisi’nin aşırı sıcağından Antarktika’nın soğuğuna uzanan ortamlarda da ölçüm kararlılığını koruyabileceği belirtiliyor.

Hassasiyeti, yerçekiminin zaman üzerindeki etkisini bir masadaki 5 milimetrelik yükseklik farkında algılayabilecek düzeyde. Bu özellik, temel fizik araştırmaları ve jeolojik kaynak haritalandırmaları için de kullanım potansiyeli taşıyor.

SANİYE TANIMI

Yeni saat, 1960’lardan bu yana GPS, telekomünikasyon ağları ve uluslararası finansal işlemlerin senkronizasyonunda standart kabul edilen sezyum tabanlı sistemlerin ötesinde bir doğruluk sunuyor.

Araştırmaya göre stronsiyum, alüminyum ve iterbiyum kullanan optik saatleri de geride bırakıyor. Lütesyumlu sistem, Uluslararası Ölçü ve Tartı Bürosu’nun 2030 yılı için hedeflediği saniye tanımının yeniden düzenlenmesi çalışmalarında ana referans adaylarından biri olarak gösteriliyor.

TAŞINABİLİR SİSTEM HEDEFİ

Araştırmacılar, laboratuvar ölçeğindeki saati hassasiyetinden ödün vermeden mikro boyutlara küçültmeyi hedefliyor. Dr. Kyle Arnold ve Michael Lee, farklı konumlar arasındaki yerçekimi farklarını ölçebilmek için sistemin modüler ve taşınabilir hale getirilmesi gerektiğini vurguluyor.

Böyle bir sürümün otonom araçlarda uydusuz navigasyon, yüksek frekanslı borsa işlemlerinde mikrosaniye düzeyinde senkronizasyon ve finans ile savunma altyapılarında veri güvenliği için kullanım potansiyeli bulunuyor.