YAYINLAMA 29 Eylül 2026 08:13
GÜNCELLEME 29 Eylül 2026 08:14
Nature dergisinde yayımlanan araştırmaya göre lutesyum saati, geçiş frekansını 19 ondalık basamağa kadar ölçerken 1×10⁻¹⁹ düzeyinde belirsizlik elde etti. Bu değer, bugüne kadar bir optik atom saati için bildirilen en düşük belirsizlik olarak kayıtlara geçti.
CQT Baş Araştırmacısı ve NUS Fizik Bölümü Doçenti Murray Barrett, geliştirilen saatin dünyanın en hassas saati olduğundan emin olduklarını söyledi.
Lutesyum neden tercih edildi?
Atom saatleri, atomlardaki elektronların belirli enerji seviyeleri arasındaki geçişlerini referans alarak zamanı ölçüyor. Sistemde lazer, atomun saat geçişine eşleştiriliyor ve lazer ışığının salınımları zamanın ölçülmesini sağlıyor.
NUS ekibinin geliştirdiği saatte referans olarak lutesyum-176'nın tek bir elektrik yüklü atomu, yani iyonu kullanılıyor. Bu geçiş, 848 nanometre dalga boyundaki bir lazerle ölçülüyor.
Atom saatlerinin hassasiyetini sıcaklık değişimleri ve manyetik alanlar etkileyebiliyor. Ancak lutesyumun saat geçişinin bu etkilere karşı oldukça dirençli olması, araştırmacılara daha kararlı bir referans sağlıyor.
Barrett, bu özelliğin saatin çok farklı çevre koşullarında dahi yüksek doğrulukla çalışmasını sağlayabileceğini belirtti.
Yıllar süren araştırma rekorla sonuçlandı
Araştırma ekibi, lutesyumun zaman ölçümü açısından önemli avantajlar sağlayabileceğini düşünerek bu element üzerinde 10 yılı aşkın süre önce çalışmaya başladı.
Lutesyumu çalışan bir atom saatine dönüştürmek ise yıllar süren hassas mühendislik çalışmalarını ve atomun özelliklerinin ayrıntılı biçimde ölçülmesini gerektirdi.
Bilim insanları ayrıca saat geçişini tanımlamak için "aşırı ince ortalama" adı verilen bir yöntem geliştirdi. Ekip, mevcut bilgiler doğrultusunda zaman ölçümünde lutesyum kullanan tek araştırma grubu olmayı sürdürüyor.
İki saat 200 saat boyunca karşılaştırıldı
Araştırmacılar iki ayrı lutesyum saati üreterek bunların performansını 200 saat boyunca karşılaştırdı.
Korelasyon spektroskopisi adı verilen teknikle gerçekleştirilen karşılaştırmada iki saat, 5,7×10⁻¹⁹ belirsizlik seviyesinde uyum gösterdi.
Bu sonuç, şimdiye kadar bildirilen en hassas saat karşılaştırması olarak kayıtlara geçti. Araştırmacılar, daha fazla ölçüm yapılması halinde belirsizliğin daha da azaltılabileceğini belirtiyor.
NUS Kuantum Teknolojileri Merkezi kıdemli araştırmacısı ve çalışmanın ortak başyazarı Kyle Arnold, bir standardın doğruluğunu test etmenin en güvenilir yollarından birinin iki saati karşılaştırarak sonuçların tekrarlanabilirliğini göstermek olduğunu ifade etti.
Sadece milimetrelik farkı bile algılıyor
Atom saatlerinin ulaştığı hassasiyet, yerçekiminin zaman üzerindeki etkisini ölçmeyi de mümkün kılıyor.
Einstein'ın genel görelilik kuramına göre yerçekimi, zamanın farklı hızlarda ilerlemesine neden oluyor. Bu nedenle farklı yüksekliklerde bulunan saatler arasında çok küçük zaman farkları oluşuyor.
10⁻¹⁹ seviyesinde çalışan optik atom saatleri, yalnızca milimetre ölçeğindeki yükseklik farklarını bile algılayabiliyor.
NUS ekibinin yaptığı karşılaştırma, aynı masa üzerinde bulunan saatler arasındaki yaklaşık 5 milimetrelik yükseklik farkını çözebildi.
Araştırmacılar, bu farkın ölçümleri sınırlamaması için iki lutesyum iyonunun göreli yüksekliklerini birbirinden bağımsız şekilde 1 milimetrenin altında hassasiyetle belirledi.
Saatin hassasiyeti yeni bir sorun da ortaya çıkarıyor
Lutesyum saatinin yerçekimine karşı olağanüstü hassas olması, onu dünyanın farklı bölgelerindeki atom saatleriyle karşılaştırmayı da zorlaştırıyor.
Bunun nedeni, Dünya'nın farklı noktalarındaki yerçekimi farklarının bu seviyedeki ölçümlerde saatler arasındaki performans farklılıklarından tamamen ayrıştırılmasının henüz kolay olmaması.
Buna rağmen araştırma ekibi, saatin hassasiyetinin gelecekte önemli bilimsel uygulamalara kapı aralayabileceğini düşünüyor.
Barrett, mevcut performans seviyesinin ötesine geçmenin nasıl mümkün olacağını öngörmenin zor olduğunu ifade etti.
Saniyenin tanımı değişebilir
Saniye, 1960'lardan bu yana sezyum atomları üzerinden tanımlanıyor. Sezyum atom saatleri; küresel konumlama sistemleri, iletişim ağları ve ulaşım sistemlerinin senkronizasyonunda kritik rol oynuyor.
Ancak optik atom saatleri, sezyum saatlerinden çok daha yüksek geçiş frekanslarından yararlanıyor. Daha fazla salınımın aynı zaman aralığında sayılabilmesi, zamanın daha hassas ölçülmesini sağlıyor.
Daha önceki rekorlarda iterbiyum, stronsiyum ve alüminyum gibi elementler kullanılmıştı. NUS ekibi ise lutesyum saatinin bu sistemlerin performansını geride bıraktığını bildiriyor.
Bu gelişmeler, gelecekte zamanın nasıl tanımlanacağı konusunda da önem taşıyor. Zaman standartlarından sorumlu uluslararası kuruluş, 2030 veya sonrasında saniyenin yeniden tanımlanması ihtimali kapsamında optik saatlerden elde edilen ölçümleri değerlendiriyor.
Depremlerden yeraltı yapılarına kadar kullanılabilir
Atom saatlerinin yerçekimine karşı hassasiyeti yalnızca zamanı ölçmekle sınırlı değil.
Daha gelişmiş saatler, Dünya'nın farklı bölgelerindeki yerçekimi değişimlerinin izlenmesinde kullanılabilir. Bu özellik; yeraltındaki hareketlerin, jeolojik süreçlerin ve diğer fiziksel değişimlerin araştırılmasına katkı sağlayabilir.
Aynı teknoloji, temel fizikte henüz yanıtlanmamış bazı soruların araştırılmasında da kullanılabilecek.
Hedef artık saati laboratuvardan çıkarmak
NUS ekibinin bir sonraki hedefi, laboratuvar ortamında çalışan sistemi daha küçük ve taşınabilir hale getirmek.
Çalışmanın ortak başyazarı ve NUS doktora öğrencisi Michael Lee, saatin doğruluğundan ödün vermeden küçültülmesinin hedeflendiğini söyledi.
Taşınabilir hale getirilecek lutesyum saatlerinin laboratuvar dışındaki farklı noktalarda karşılaştırılması, araştırmacılara yeni ölçüm imkanları sunabilir.
Bilim insanları böylece yalnızca dünyanın en hassas zaman ölçüm sistemlerinden birini geliştirmekle kalmayıp, zamanı ve yerçekimini aynı anda çok daha hassas biçimde inceleyebilecek yeni bir teknolojinin de önünü açmayı hedefliyor.
Yorumlar (0)
Giriş yaparak yorum yazabilirsin.
İlk yorumu sen yaz.