Bilim dünyası, zamanı ölçme konusunda şimdiye kadarki en doğru saatin geliştirilmesiyle çığır açan bir gelişmeye tanıklık ediyor. Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) liderliğindeki bir araştırma ekibi tarafından geliştirilen bu yeni saat, önceki zaman ölçüm rekoru sahibinden yüzde 41 daha hassas olarak kayıtlara geçti.
Mutlak sıfıra yakın bir dereceye kadar soğutulan yakalanmış bir alüminyum iyonunun mikroskobik titreşimlerini ölçerek çalışan saat, saniyeyi 19 ondalık basamak hassasiyetle hesaplıyor. Bu inanılmaz doğruluk, teknik olarak sistematik belirsizlik olarak bilinen bir alan olan hassasiyet rekorunu kırmasının yanı sıra, saatin kendi türündeki diğer tüm saatlerden 2.6 kat daha kararlı olmasını sağlıyor.
Bu başarı, hassas ölçüm alanında uzun soluklu planları gerçekleştirmemize ve etrafımızdaki dünyayı daha iyi anlamamıza olanak tanıyor. Yirmi yıllık bir çalışmanın ürünü olan rekor kıran saatin tasarımı, kuantum fiziği bilgisine dayanıyor. Çevredeki en küçük hareketlerin bile saatin tik-taklarını milimetrik düzeyde etkileyebileceği bir hassasiyetle çalışıyor.
Saatin dış kasasını oluşturan elmas levhanın ve içindeki elektrotların altın kaplamalarının kalınlaştırılmasıyla bu stabiliteye ulaşılmış durumda. Böylece, saatin gerekli tik-taklarını sağlayan elektriksel alanlar daha da kararlı hale getirilmiş.
Saatin güvenilirliğinde kilit rol oynayan bir diğer unsur ise alüminyum iyonunun, lazer ışığıyla kontrolünü kolaylaştıran şarjlı bir magnezyum atomuyla eşleştirilmesi. Bu "dost" iyon, araştırmacılara hassasiyet ve kararlılığın kazan-kazan kombinasyonunu sunuyor. Saatin lazer ışığı ise, kendi hassasiyet ve kararlılık itibarına sahip, 3.6 kilometre ötedeki komşu bir laboratuvardan temin ediliyor.
Tüm bu gelişmelerle birlikte, bir saniyeyi 19 ondalık basamağa kadar ölçmek için gereken veri toplama süresi üç haftadan bir buçuk güne indirilmiş durumda. Bu tür saatler, yatağa gitme veya kalkma zamanını bildiren kol saatleri gibi çalışmazlar. Bunun yerine, diğer saatlerin kalibrasyonu, deneylerde kullanımı ve evreni incelemek için bir referans noktası görevi görürler. Bir saniyenin ne kadar sürdüğünü bilmek, fiziğin kritik bir temel taşıdır.
Bu hassas zaman ölçümü, karanlık madde arayışından Einstein'ın görelilik teorisini test etmeye kadar birçok bilimsel alana fayda sağlıyor. Dahası, araştırmacılar bu atom saatleriyle daha da büyük hassasiyetlere ulaşılabileceğine inanıyorlar. Sistem kararlılığını ve iyon kontrolünü daha da iyileştirerek daha doğru sonuçlar elde edilebilir.
Bu platformla, saat iyonlarının sayısını artırmak ve hatta onları birbirine dolamak gibi yeni saat mimarilerini keşfetmeye hazırız. Bu da ölçüm yeteneklerimizi daha da geliştirecektir.
