Singapur Ulusal Üniversitesi (NUS) Kuantum Teknolojileri Merkezi'ndeki bilim insanları, zaman ölçümünde devrim niteliğinde bir başarıya imza attı. Lutesyum elementinden üretilen yeni nesil atom saati, bugüne kadar kaydedilen en yüksek doğruluk oranına ulaşarak zaman tutma standartlarını yeniden belirledi. Nature dergisinde yayımlanan çalışmaya göre, cihaz 1 x 10 üzeri eksi 19 belirsizlik seviyesiyle çalışarak optik atom saatleri arasında zirveye yerleşti.
Sıcaklık değişimlerine karşı tam direnç
Atom saatlerinin çalışma prensibi, bir atomun elektronunun enerji seviyelerini değiştirmesiyle ortaya çıkan atomik geçişe dayanıyor. Lutesyum-176 iyonu kullanan bu yeni sistem, 848 nanometre dalga boyundaki bir lazerle senkronize ediliyor.
Sistemin en büyük avantajı ise dış etkenlere karşı gösterdiği üstün direnç. Araştırmacılar, lutesyumun sıcaklık dalgalanmalarından ve manyetik alanlardan neredeyse hiç etkilenmediğini, bu sayede dünyanın en sıcak veya en soğuk bölgelerinde bile aynı kararlılıkla çalışabildiğini vurguluyor.
Milimetrik yerçekimi hassasiyeti
Geliştirilen iki lutesyum saati üzerinde yapılan 200 saatlik karşılaştırmalı testler, cihazların birbirleriyle olan uyumunu gözler önüne serdi. Bu denli hassas saatler, yerçekiminin zaman üzerindeki etkisini bile algılayabiliyor. Öyle ki, saatler arasındaki 5 milimetrelik yükseklik farkı, zamanın akış hızında ölçülebilir bir sapmaya neden oluyor. Ekip, bu durumu yönetmek için iyonların konumlarını milimetrenin altında bir hassasiyetle ölçerek hatayı minimize etti.
Geleceğin zaman standardı olabilir
1960'lardan bu yana kullanılan sezyum atom saatleri, günümüzde GPS ve iletişim ağlarının temelini oluşturuyor. Ancak lutesyum saatlerinin sunduğu yüksek geçiş frekansı, saniyenin yeniden tanımlanması sürecinde yeni bir referans noktası olabilir.
2030 yılına doğru uluslararası kuruluşların yapacağı değerlendirmelerde, lutesyum saatlerinin mevcut stronsiyum ve iterbiyum tabanlı sistemleri geride bırakması bekleniyor. Bilim insanlarının bir sonraki hedefi ise bu devasa laboratuvar sistemini taşınabilir boyutlara indirerek, yerçekimi haritalama ve temel fizik araştırmalarında kullanılabilecek pratik bir teknolojiye dönüştürmek.
