Atom, kol saatine giriyor
Güncelleme Tarihi:
Oluşturulma Tarihi: Temmuz 29, 2004 20:18
Yeni geliştirilen bir saat sayesinde yüzlerce yıl şaşmadan çalışacak saatler üretilecek. Ayrıca GPS aletlerinin daha doğru çalışması ve İnternetin hızlanması bekleniyor. Prototipi önümüzdeki günlerde hazır olacak olan saatin ayarı günde sadece saniyenin milyonda biri kadar bozulacak. Fakat saatin asıl şaşırtıcı özelliği, boyutu.
Saatin, içi sezyum buharıyla dolu bir kapsülden oluşan ana parçası, bir bilgisayar çipi kadar küçük. Atomla çalışan minik saatin geliştiricilerinden Svenja Knappe, bu boyutuyla bilekte bile taşınabilir diyor.
Bu tür saatler genelde neredeyse bir gardırop kadar olsa da artık ticari amaçla üretilmeye başlanan daha küçük örnekleri her valize hatta bazıları sigara paketine bile sığacak büyüklüktedir.
Ama binlerce dolara mal olan saat ayrıca elektrik enerjisine de ihtiyaç duymakta. bu nedenle de mobil kullanım için henüz elverişli değil.
Zamanın kesinliği
Atom saatlerinin geliştirilmesi üzerinde çalışan nükleer fizik ve meteoroloji uzmanlarının başlıca iki hedefi vardı.
Birincisi zamanı daha kesin bir şekilde ölçmek. Halihazırdaki atom saatlerinin ayarı yaklaşık olarak 30 milyon yıl sonra bir saniye kadar bozulmakta. Fakat bununla yetinmeyen araştırmacılar on yıl sonra halihazırdaki saatlerin pabucunu dama atacak yeni nesil saatler üzerinde çalışmaya başladılar bile.
Optik atom saati olarak adlandırılan saatler eğer ‘ilk patlama’ sırasında çalışmaya başlamış olsalardı, bugün ancak yarım saniye hatalı çalışacaklardı.
Ancak ikinci hedef de en az birincisi kadar önemli: Minyatürleştirme. Bildik atom saatleri fiziksel kurallara bağlı sınırları aşamıyorlar. Çünkü zamanın ölçülmesi için sezyum 133 atomları enerji durumlarını değiştirene dek mikrodalgalarla ışınlanmakta.
Bu uyarı ışını tam olarak 9 192 631 770 salınım yaptıktan sonra bir saniye geçer.
Burada problem şu: Mikrodalgaların boyları yaklaşık olarak üç santim. Bu nedenle sezyum atomlarının ışınlandığı mekan daha fazla küçültülemiyor.
Yeni yöntem
Fakat Boulder Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü bilim adamları şimdi sezyum buharını mikrodalga yerine iki renkli lazer ışınıyla uyarabilecek bir taktik geliştirdi. Ve bu teknik gerçekten de daha az yer kaplıyor.
O halde yakında atomla işleyen kol saati mi takacağız? Fiyatına bakacak olursak bu pekala mümkün. Minik saatin üretim maliyeti 100 eurodan daha az olacak ki bu fiyat minik parçanın bir Rolex gövdesine yerleştirilmesi için yeterli. Ama tasarımcılar bunun yerine çok daha karlı bir pazara yöneldiler: Konumlama ve iletişim endüstrisi.
Atom saatleri tüketicilerden habersiz olarak aslında birçok alanda onların yaşamlarını kolaylaştırmakta. Cam elyaf kablo üzerinden iletilen veya cep telefonundan baz istasyonuna gönderilen veriler olsun her bilginin belli bir zaman sırasına konması gerekiyor. Yoksa büyük bir karmaşa yaşanır ve veritabanları yetersiz kalırdı.
Sonuçta ancak verici ve alıcının eş zamanlı işlemesi halinde anlaşmaları mümkün. Ve veriler ne kadar hızlı aktarılırsa, zamanlamaları da o denli hatasız olmalı, diye açıklıyor fizikçi Knappe.
Hatasız işleyen ucuz saatler bu yüzden bilgi alışverişini Ğ özellikle de bu tür mini atom saatlerinin cep telefonu gibi taşınabilir aletlere monte edilmesi halinde- hızlandırılabileceği gibi daha kullanışlı hale getirebilirler.
Hatta otomobillerdeki GPS konumlaması bile entegre atom saatleriyle kolaylaşabilir. Sistem, uyduların içinde bulundukları pozisyonu kesin bir şekilde dünyaya bildiren uydu sinyallerine dayanmakta. Bu amaçta uydunun içinde bulunduğu pozisyonun zamanı, kesin olarak belirlenecek.
GPS aleti böylece dünyaya yansıyan uydu sinyalinin harcadığı zamana göre kendi yerini de gösterecek. Ancak bir metrelik hata payıyla yapılması istenilen konumlama için nano saniyelik ölçümlerin yapılması gerekiyor.
Kullanım alanı çok
Otomobildeki konumlama sisteminde hatasız saat bulunmadığı için atom saatiyle işleyen GPS uydularının zaman sinyalinden yararlanır. Ve bunun için de dört uydunun verisi gerekiyor ki bu mesela ormanlık alanlarda genelde mümkün değil.
Otomobil sürücüleri yakın bir gelecekte kendi atom saatleriyle daha güvenli bir yolculuk imkanın sahip olacak olurlarsa bunu Amerikan ordusuna borçlu olduklarını bilmeliler.
Amerikan ordusu mini atom saatinin üretilmesi için 20 milyon dolarlık ödenek ayırdı. Ancak uzmanların tahminlerine göre atom saati başka bir alanda daha kullanılabilecek.
Bildik atom saatleri de dahil olmak üzeri halihazırdaki tüm saatler hıza karşı çok duyarlılar. Ama yeni atom saati değil. İşte bu özelliğinden dolayı da yönlendirilebilir füzeler için adeta biçilmiş bir kaftan sayılır.
Bu tür saatler genelde neredeyse bir gardırop kadar olsa da artık ticari amaçla üretilmeye başlanan daha küçük örnekleri her valize hatta bazıları sigara paketine bile sığacak büyüklüktedir.
Ama binlerce dolara mal olan saat ayrıca elektrik enerjisine de ihtiyaç duymakta. bu nedenle de mobil kullanım için henüz elverişli değil.
Zamanın kesinliği
Atom saatlerinin geliştirilmesi üzerinde çalışan nükleer fizik ve meteoroloji uzmanlarının başlıca iki hedefi vardı.
Birincisi zamanı daha kesin bir şekilde ölçmek. Halihazırdaki atom saatlerinin ayarı yaklaşık olarak 30 milyon yıl sonra bir saniye kadar bozulmakta. Fakat bununla yetinmeyen araştırmacılar on yıl sonra halihazırdaki saatlerin pabucunu dama atacak yeni nesil saatler üzerinde çalışmaya başladılar bile.
Optik atom saati olarak adlandırılan saatler eğer ‘ilk patlama’ sırasında çalışmaya başlamış olsalardı, bugün ancak yarım saniye hatalı çalışacaklardı.
Ancak ikinci hedef de en az birincisi kadar önemli: Minyatürleştirme. Bildik atom saatleri fiziksel kurallara bağlı sınırları aşamıyorlar. Çünkü zamanın ölçülmesi için sezyum 133 atomları enerji durumlarını değiştirene dek mikrodalgalarla ışınlanmakta.
Bu uyarı ışını tam olarak 9 192 631 770 salınım yaptıktan sonra bir saniye geçer.
Burada problem şu: Mikrodalgaların boyları yaklaşık olarak üç santim. Bu nedenle sezyum atomlarının ışınlandığı mekan daha fazla küçültülemiyor.
Yeni yöntem
Fakat Boulder Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü bilim adamları şimdi sezyum buharını mikrodalga yerine iki renkli lazer ışınıyla uyarabilecek bir taktik geliştirdi. Ve bu teknik gerçekten de daha az yer kaplıyor.
O halde yakında atomla işleyen kol saati mi takacağız? Fiyatına bakacak olursak bu pekala mümkün. Minik saatin üretim maliyeti 100 eurodan daha az olacak ki bu fiyat minik parçanın bir Rolex gövdesine yerleştirilmesi için yeterli. Ama tasarımcılar bunun yerine çok daha karlı bir pazara yöneldiler: Konumlama ve iletişim endüstrisi.
Atom saatleri tüketicilerden habersiz olarak aslında birçok alanda onların yaşamlarını kolaylaştırmakta. Cam elyaf kablo üzerinden iletilen veya cep telefonundan baz istasyonuna gönderilen veriler olsun her bilginin belli bir zaman sırasına konması gerekiyor. Yoksa büyük bir karmaşa yaşanır ve veritabanları yetersiz kalırdı.
Sonuçta ancak verici ve alıcının eş zamanlı işlemesi halinde anlaşmaları mümkün. Ve veriler ne kadar hızlı aktarılırsa, zamanlamaları da o denli hatasız olmalı, diye açıklıyor fizikçi Knappe.
Hatasız işleyen ucuz saatler bu yüzden bilgi alışverişini Ğ özellikle de bu tür mini atom saatlerinin cep telefonu gibi taşınabilir aletlere monte edilmesi halinde- hızlandırılabileceği gibi daha kullanışlı hale getirebilirler.
Hatta otomobillerdeki GPS konumlaması bile entegre atom saatleriyle kolaylaşabilir. Sistem, uyduların içinde bulundukları pozisyonu kesin bir şekilde dünyaya bildiren uydu sinyallerine dayanmakta. Bu amaçta uydunun içinde bulunduğu pozisyonun zamanı, kesin olarak belirlenecek.
GPS aleti böylece dünyaya yansıyan uydu sinyalinin harcadığı zamana göre kendi yerini de gösterecek. Ancak bir metrelik hata payıyla yapılması istenilen konumlama için nano saniyelik ölçümlerin yapılması gerekiyor.
Kullanım alanı çok
Otomobildeki konumlama sisteminde hatasız saat bulunmadığı için atom saatiyle işleyen GPS uydularının zaman sinyalinden yararlanır. Ve bunun için de dört uydunun verisi gerekiyor ki bu mesela ormanlık alanlarda genelde mümkün değil.
Otomobil sürücüleri yakın bir gelecekte kendi atom saatleriyle daha güvenli bir yolculuk imkanın sahip olacak olurlarsa bunu Amerikan ordusuna borçlu olduklarını bilmeliler.
Amerikan ordusu mini atom saatinin üretilmesi için 20 milyon dolarlık ödenek ayırdı. Ancak uzmanların tahminlerine göre atom saati başka bir alanda daha kullanılabilecek.
Bildik atom saatleri de dahil olmak üzeri halihazırdaki tüm saatler hıza karşı çok duyarlılar. Ama yeni atom saati değil. İşte bu özelliğinden dolayı da yönlendirilebilir füzeler için adeta biçilmiş bir kaftan sayılır.