50 yıllık hayal gerçek oldu: Dünyanın ilk nükleer saatleri çalıştırıldı
Bilim insanları, zamanı atomlardan daha hassas ölçme potansiyeline sahip nükleer saatlerde önemli bir eşiği aştı. Viyana ve Pekin'deki ekipler ilk çalışan örnekleri geliştirdi.
Viyana ve Pekin’de çalışan iki bağımsız araştırma ekibi, yaklaşık 50 yıldır fizikçilerin üzerinde çalıştığı nükleer saat teknolojisini ilk kez çalışan cihazlar haline getirdi. Ekipler, çalışmalarını Nature dergisinde yayımlanan iki ayrı makaleyle duyurdu.
Dünyanın İlk Nükleer Saatleri Çalıştırıldı
Günümüzde kullanılan atomik saatler milyarlarca yılda 1 saniyeden az sapma gösterse de bilim insanları atomik saatlerin ötesine geçebilecek nükleer saatler üzerinde çalışıyor. Avusturya ve Çin’deki ekipler bu teknolojiyi ilk çalışan prototiplere dönüştürdü.
Şu anda geliştirilen nükleer saatler atomik saatlerden daha hassas değil. Ancak araştırmacılar, teknolojinin olgunlaşmasıyla nükleer saatlerin atomik saatleri geride bırakabileceğini öngörüyor.
Nükleer Saatlerin Atom Saatlerinden Farkı Ne?
Nükleer saatlerde lazer doğrudan atom çekirdeğiyle etkileşime giriyor. Atomik saatlerde ise lazer atomların elektronlarını farklı enerji seviyeleri arasında hareket ettiriyor. Nükleer saatlerde ise toryum-229 izotopunun çekirdeğindeki proton ve nötronların enerji geçişleri takip ediliyor. Bu izotop, kalsiyum florür kristalleri içinde hapsedilerek yüksek güçlü lazerlerle uyarılıyor.
Atom çekirdeğinin elektronlara kıyasla daha küçük ve çevresel etkilere daha dayanıklı olması nedeniyle nükleer saatlerin zamanı daha kararlı ölçebileceği düşünülüyor.
İki Araştırma Bir Araya Getirilerek Daha İyi Sonuçlar Elde Edilebilir
Viyana ekibi daha yüksek toryum yoğunluğuna sahip kristaller kullanırken Pekin ekibi daha güçlü bir lazere sahip. İki sistemin güçlü yönlerinin birleştirilmesiyle daha gelişmiş prototipler üretilebileceği belirtiliyor. Gelecekte nükleer saatlerin daha küçük ve çevresel koşullara dayanıklı hale getirilmesi hedefleniyor.
Daha hassas saatler uydu navigasyonu, veri senkronizasyonu, haritacılık ve telekomünikasyon gibi alanlarda kullanılabilir. Ayrıca nükleer saatler fizikçilerin evrenin temel kurallarını araştırması için yeni bir araç sağlayabilir.
Karanlık Maddeyi Araştırmak İçin Kullanıldı
Viyana ekibi geliştirdiği nükleer saati karanlık maddeyi tespit etmek için kullandı. Saat, karanlık maddenin atomlar üzerindeki çok küçük etkilerini ölçme potansiyeli taşıyor. Deneyde karanlık madde tespit edilemedi ancak nükleer saatin en gelişmiş atomik saatlerle benzer performans gösterdiği ortaya kondu.