Bilim dünyası, saniyenin tanımını kökten değiştirebilecek devrim niteliğinde bir gelişmeye imza attı. Çinli araştırmacılar tarafından geliştirilen stronsiyum optik kafes saati, şimdiye kadar üretilmiş en hassas saatlerden biri olma özelliği taşıyor. Bu ileri teknoloji ürünü saat, saniyenin 19 ondalık basamağa kadar ölçülmesini sağlıyor. Bu, evrenin mevcut yaşından iki kat daha uzun bir süre olan 30 milyar yıl boyunca çalıştırılsa bile sadece bir saniyelik sapma göstereceği anlamına geliyor.
Bu inanılmaz hassasiyet seviyesi, bilim insanlarını önümüzdeki on yıl içinde saniyenin resmi tanımını yeniden gözden geçirmeye yönlendirebilir. Ancak bu hedefe ulaşmak için bazı ön koşulların karşılanması gerekiyor. Bunların başında, farklı kurumlarda benzer hassasiyet ve kararlılıkta en az üç optik saatin çalışıyor olması geliyor.
Geliştirilen yeni optik saat, bu hassasiyet ve kararlılık gereksinimlerini karşılıyor. Bu saatler sadece zamanı daha doğru ölçmekle kalmayacak, aynı zamanda bilim insanlarının karanlık madde arayışlarına ve Dünya'nın yerçekimi alanındaki farklılıkları ölçmelerine de yardımcı olacak.
Saniyenin ilk tanımı, bir günün 86.400'de biri olarak belirlenmişti. Ancak bilimsel ve endüstriyel uygulamalar için bu tanım yeterince hassas değil. Çünkü Dünya'nın dönüş hızı, çeşitli faktörlere bağlı olarak değişiklik gösterebiliyor.
Atom saatlerinin icadıyla birlikte bilim insanları, doğanın değişmeyen özelliklerine dayanarak saniyeyi bağımsız olarak ölçmeye başladı. 1967'den bu yana saniye, Uluslararası Birimler Sistemi (SI) içinde sezyum-133 atomunun 9.192.631.770 salınımına eşit olarak tanımlanıyor.
Ancak bu hassasiyet bile geliştirilebilir. Stronsiyum gibi atomlar, görünür ışık frekanslarında salınım yaparak saniyede yaklaşık 700 katrilyon 'vuruş' üretiyor; bu rakam sezyumun 9 milyar salınımına kıyasla çok daha yüksek. Optik saatler bu salınımları ölçerek 10⁻¹⁸ saniye seviyesinde hassasiyet sağlıyor.
Yapılan yeni çalışmada, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden (USTC) araştırmacılar, geliştirdikleri stronsiyum optik saatin belirsizliğini 9.2 x 10⁻¹⁹'a ve kararlılığını 6.3 x 10⁻¹⁹'a indirdiklerini duyurdu. Araştırmacılar, bu performansın SI saniyesini yeniden tanımlamak için gereken tek saatlik doğruluk gereksinimini karşıladığını ve göreli jeodezi ve yüksek çözünürlüklü karanlık madde aramaları gibi alanlarda potansiyel uygulamalara sahip olduğunu belirtiyor.
Ekip, bu kilometre taşını geçen iki stronsiyum optik saatin yanı sıra, alüminyum iyonlarını kullanarak zamanı ölçen iki saatin daha olduğunu ekliyor. Bu ultra hassas saatlerin sayısı arttıkça, saniyenin resmi olarak yeniden tanımlanması için gerekli kriterlere yaklaşıldığı düşünülüyor.
Bu tür kararlar, dört yılda bir düzenlenen Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı'nda (CGPM) alınıyor. Bir sonraki konferans bu yılın Ekim ayında planlanmış olsa da, yeniden tanımlama için yeterli ilerleme kaydedilemediği belirtiliyor. Bunun yerine, komiteden 2030'daki 29. CGPM toplantısı için yeni saniye tanımına yönelik bir teklif sunması ve bunun uygulanacağı tarih için bir planlama yapması istendi.
USTC'nin optik saati üzerine yapılan araştırma, Metrologia dergisinde yayımlandı.
