Nükleer saatler, yeni fizik atılımları sayesinde gerçeğe daha da yaklaşıyor

Nükleer saatler atom saatlerinden daha doğrudur.

Nükleer saatin, atomların elektronlarındaki enerji sıçramaları yoluyla saniyenin süresini belirleyen ve şu anda zaman ölçümünde zirvede olan atom saatinden çok daha yetenekli olduğu düşünülüyor.

Ancak araştırmacılar yakın zamanda, daha da zor bir hedef olan atom çekirdeğindeki (çekirdek, atomun çekirdeğidir) salınımları tetikleyerek ve ölçerek bu hassasiyeti artırabilecek bir teknik geliştirdiler.

Nükleer saat nasıl çalışır: Bilim insanları, bir atomun çekirdeğini etkileyen enerji darbelerinin frekansını, UV sinyalindeki dalga boylarını sayarak ölçerler. Bu dalga boyları, nükleer geçişlerin daha yüksek frekanslarda salınmasına neden olarak daha hassas zaman ölçümüne olanak tanır. Görsel: Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü

Nükleer saat için bilim insanları, katı bir kristal içindeki toryum-229 atomunun çekirdeklerini uyarmak için ultraviyole ışık kullandılar. Daha sonra çekirdeğe çarpan enerji darbelerinin frekansını (geleneksel bir saatteki sarkaç frekansına eşdeğer) ölçtüler ve optik frekans tarağı adı verilen bir araç kullanarak UV ışığının dalga boylarını saydılar.

Çekirdeklerde enerji sıçramaları oluşturmak, atom saatleri için kullanılandan çok daha yüksek bir frekans sinyali gerektirir. Saniye başına daha fazla dalga döngüsü sayesinde, yöntemin daha hassas zaman ölçümleri sağlaması bekleniyor.

Nükleer saat henüz geliştirme aşamasında olmasına rağmen, bunun yalnızca zaman ölçümünde değil, aynı zamanda fizik araştırmalarında da dönüşüme yol açabileceğini, hatta bilim insanlarının evrenin yapısını inceleme biçimini bile etkileyebileceğini fark ettiler.

Nature dergisinde 4 Eylül'de yayımlanan araştırmaya göre, prototip şimdiden bir atom saati kadar doğruluğa sahip ve gelecekteki versiyonların daha da doğru ve istikrarlı olması bekleniyor.

Colorado Boulder Üniversitesi ve Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü tarafından finanse edilen bir araştırma merkezi olan JILA'da lisansüstü öğrencisi olan baş yazar Chuankun Zhang, "Doğruluğu artırmak için yararlanabileceğimiz birkaç faktör var" dedi.

Fiziksel devrim mi?

Bilindiği gibi, atom saatlerinin doğruluğu geleneksel saatlerden çok daha yüksektir. Atom saatleri, onlarca yıldır uzay araştırmaları ve uluslararası zaman ölçümü için GPS teknolojisinde kullanılmaktadır.

Ayrıca atom saatlerinin hassasiyeti ve kararlılığı bilim insanlarına depremleri, kütle çekim alanlarını ve uzay-zamanı incelemek için önemli araçlar sağlamıştır.

Nükleer saatin çalışmasını sağlamak için bilim insanları, toryum-229 atomlarındaki çekirdekleri uyarmak amacıyla ultraviyole ışık kullandılar. Fotoğraf: JILA

Ancak atom saatleri de senkronizasyon bozukluğuna karşı hassastır. Zhang, elektromanyetik girişimin uyarılmış elektronları bozabileceğini ve zaman tutmanın doğruluğunu etkileyebileceğini söylüyor.

Araştırmaya dahil olmayan Texas A&M Üniversitesi'nden emekli fizik profesörü Dr. Olga Kocharovskaya, bu alanların "teşvik edilmesinin" muhtemel olduğunu söyledi.

Nükleer saatlerin yalnızca daha doğru olmakla kalmayıp, aynı zamanda daha basit ve daha taşınabilir olduğunu da sözlerine ekleyen uzman, atom saatlerinin aksine yüksek vakum koşulları, aşırı soğutma veya manyetik ve elektriksel bozulmalardan korunma gerektirmediğini söyledi.

Bilim insanlarına göre, nükleer saatlerin atom saatlerinin performansını aşması veya onların yerini alması için daha atılması gereken çok sayıda faktör olsa da, bu bulgular o zamanın çok da uzakta olmadığını gösteriyor.

Ha Trang (CNN'e göre)

Kaynak: https://www.congluan.vn/dong-ho-hat-nhan-den-gan-thuc-te-nho-nhung-dot-pha-vat-ly-moi-post312059.html