19. basamakta zaman tutma
Singapur Ulusal Üniversitesi Kuantum Teknolojileri Merkezi'ndeki bir ekip, şimdiye kadarki en doğru atom saatini yaptığını söylüyor. Cihaz tek bir lutesyum iyonu kullanıyor ve atomun titreşimini 19 ondalık basamağa kadar ölçüyor. Araştırmacılar yaklaşık 1 x 10⁻¹⁹ düzeyinde bir belirsizlik bildirdi; bu, bir optik atom saati için kaydedilen en düşük değer. Çalışma 23 Eylül'de Nature'da yayımlandı.
Optik saatler, bir atomun enerji durumu değiştiğinde soğurduğu ışığı sayarak çalışır. Bu frekans ne kadar istikrarlıysa saat o kadar iyi olur. Lutesyum geçişi sıcaklığa ve manyetik alanlara karşı alışılmadık derecede duyarsız, bu da yardımcı oluyor.
İki saat, tek cevap
Tasarımı test etmek için ekip iki saat yaptı ve 200 saat boyunca yan yana çalıştırdı. İkili 5,7 x 10⁻¹⁹ içinde uyuştu. Araştırmacılara göre bu, iki saatin şimdiye kadar bildirilen en kesin karşılaştırması.
Ekip ayrıca saat geçişini tanımlamak için hiperfin ortalaması adını verdiği bir teknik geliştirdi ve iyonların yüksekliğini bir milimetrenin altında ölçtü. Yükseklikteki küçük farklar önemli çünkü yerçekimi zamanın hızını değiştiriyor.
Neden önemli
Daha doğru bir saat, fizikçilerin doğa sabitlerinin zamanla değişip değişmediğini test etmesine yardımcı olabilir ve saniyenin yeni tanımlanma yollarını destekleyebilir. Mevcut tanım, mikrodalga frekanslarında tik tak eden sezyuma dayanıyor. Optik saatler yüz binlerce kat daha hızlı çalışıyor, bu da onları yapmayı zorlaştırıyor ama çok daha kesin kılıyor.
Ekip, sonucun önceki rekor sahibine göre yüzde 41 iyileşme olduğunu söylüyor. Alandaki diğerleri, rekor iddialarının belirsizliğin nasıl ölçüldüğüne bağlı olduğunu ve bu tür tasarımları laboratuvardan çıkarmanın yıllar aldığını hatırlatıyor. Yine de iki bağımsız saatin karşılaştırılması ölçüme olağandışı bir ağırlık katıyor. Araştırmacılar şimdi belirsizliği azaltmak için daha fazla çalışma yapmayı planlıyor.