Tüm zamanların en dakik saatini Japonlar yaptı

Zaman nasıl beklemek bilmezse, insanoğlunun zamanın akıp gidişini ölçmedeki yaratıcılığı da dur durak bilmiyor. Tarih boyunca giderek dakikleşen saatler iletişim ve havacılığın da gelişmesine olanak tanıdı.

Şimdi öncekilerden 1000 kat daha kesin olan bir saat zaman ölçümüne yeni bir boyut kazandırdığı gibi, saniye kavramına daha kesin bir tanım getirmesi bile söz konusu olabilir. Yeni saat 50’li yıllarda ortaya çıkan atomik saatlerin farklı bir türü. Atomik saatler genellikle atomların titreşme sıklığının ölçülmesiyle çalışırlar.

Söz gelimi, sezyum-133 atomlarının dış elektronları iki enerji durumu arasında saniyede tam olarak 9,192, 631,770 kez titreşirler ve bunu yaparlarken de aynı frekansta mikrodalgalar yayarlar.

1= saniye

1967’den beri bu özellik 1-saniye kavramının tanımlanmasında kullanılıyor ve söz konusu kavram resmen sezyum atomunun 9,192,631,770 kez titreşmesi için gerekli zaman dilimini belirtiyor.

İlk atomik saatler bunu 10 üzeri 10’da 1’lik bir yanılgı payıyla belirtmekteydi. Günümüzün sezyum saatleri ise bunu 10 üzeri 5’te 1’lik bir kesinlikle ölçüyor.

Bir başka deyişle, yaklaşık 30 milyon yılda bir saniye atıyor.

Ne var ki, araştırmacılar bununla da yetinmeyip zamanı çok daha kesin ölçemeye yarayan yöntemler bulmaya çalışıyorlar.

Max Planck Kuantum Optiği Enstitüsü’nden Thomas Udem daha kesin bir saat oluşturmanın bir yolunun onun "tıklama" hızını arttırmak olduğunu öne sürüyor ve, "Saatte belirli devreleri içeren bir şeyi sayan bir sayaç bulunur. Bu devreler ne denli kısa olursa, saat de o denli dakik olur. İnsanların günde bir devreden oluşan güneş saatlerinden saniyede bir devre içeren sarkaçlı saatlere, daha sonra da saniyede 10,000 salınım içeren kuvars saatlere geçmeleri bu yüzdendir," diyor.

Daha hızlı

Peki, sezyum atomundan daha hızlı tıklayan nedir? Araştırmacıların üzerinde çalıştıkları elementler arasında iterbiyum, cıva ve saniyede 429,228,004,229,952 kez titreşen stronsiyum yer alıyor.

Ne var ki, kullanışlı bir stronsiyum atomik saat oluşturma çabaları bugüne dek başarılı olamadı. İlke olarak stronsiyum saat oluşturmanın iki yolu var: tek bir atomun salınımlarından yararlanmak, ya da aynı şeyi birçok atomla ayna zamanda gerçekleştirmek.

Tek bir atomdan yararlanmak onu dış elektromanyetik alanlardan korumak gibi bir üstünlük sağlarken, öylesine yüksek bir frekansta titreşen tek bir atomun kesin olarak ölçülmesi çok güçtür. Çok atomlu bir saat daha belirgin bir sinyal oluşturmakla birlikte, atomların elektromanyetik alanları birbirlerini etkilediğinden, zamanı tek atomlu saat denli kesin ölçemez.

Japonlar başardı

Şimdi Tokyo Üniversitesi’nden Hidetoshi Katori ve arkadaşları, her iki yöntemin üstün yönlerini birleştirmek suretiyle bu soruna bir çözüm getirdiler.

Katori, kalıcı elektromanyetik dalgalar oluşturmak amacıyla altı lazer ışınından yararlandı. Böylece, tıpkı bir yumurta fiyolündeki her bir bölmenin bir yumurtayı taşıması gibi, her biri bir stronsiyum atomunu destekleyen bir dizi enerji kaynağının oluşmasına yol açtı.

Bu da, her bir atomun elektromanyetik alanının yanındaki atomun elektromanyetik alanını etkilemesini önleyerek, çok sayıda atomun sinyallerinin aynı anda ölçülmesine olanak tanıdı.