Astronomi ve Uzay

Yeni Atomik Saat, Karanlık Maddeyi Tespit Etmek İçin Kullanılabilir

Bilim insanları, şimdiye kadar keşfedilenlerden daha kesin olarak zamanı tutan yeni bir saat icat ettiler. Bilim insanlarına göre saat; o kadar kesin ki 14 milyar yılda bir saniye bile sapmayacak şekilde tasarlandı. Bu da kabaca kozmosun yaşına tekabül ediyor. Tıklama oranı o kadar istikrarlı ki tek bir gün boyunca sadece 0.000000000000000032 arasında değişiyor.

Doktor randevu saatini ayarlamak ya da arkadaşlarla buluşma zamanı belirlemek gibi günlük olaylarda, doğruluk seviyesinin bu kadar net olması gerekmez. 

Zamanı tutmak çok önemli ve bu sadece bir başlangıç… Bu yeni saat o kadar kesin ki; karanlık maddeyi tespit etmek, evren boyunca dalgalanan yerçekimsel dalgaları ölçmek ve Dünya’nın yerçekimi alanının kesin şeklini daha önce görülmemiş bir hassasiyetle belirlemek için kullanılabilir. Bilim insanları bu hiper doğru saatlerin, kozmosun gizemlerini daha iyi bir şekilde araştırılmasına yardımcı olabileceğini belirttiler.

Boulder, Colo Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü Fizikçi Andrew Ludlow: ” Eğer bir ölçüm yapmak için tüm bu hassas rakamlara sahipseniz, evren mikroskopu elde etmişsiniz demektir.” 

1960’lardan beri, zaman; bir sezyum atomunun doğal salınımlarını sarkaç olarak kullanan atomik saatlerle ölçülmüştür.  Bu tıpkı; elimizi sarkaç olarak kullanırsak zamanı saniyede 9 milyardan fazla kez gösteren bir saat  gibi… Optik kafes şeklindeki saati Ludlow ve meslektaşları, bir ytterbium atomunun çok daha hızlı salınımlarını ölçer. Atomik sarkaç, saniyede 500 trilyon hızda yaklaşık 10.000 kat daha hızlı döner.

Ludlow: “Sezyum güzel bir atomik sistemdir, ancak ne kadar iyi olabileceğinin temel sınırlarına ulaştık. *Ytterbium zamanı daha hassas aralıklara ayırabilir ve ölçebileceğiniz hassaslığı artırabilir.”

Ludlow, optik kafes saatlerinin sadece 15 yıldır var olduğunu ve hala geliştirme aşamasında olduğunu söyledi. Bilim insanları onlarla uğraşmaya devam ediyor ve her yeni ayarlamada doğruluğunu giderek artırıyor. En son *iterasyondaki gelişmelerin çoğu, Ludlow’un grubunun birkaç yıl önce geliştirdiği yeni bir ısı kalkanından kaynaklanıyor. Ytterbium atomlarını, doğal salınımlarına müdahale edebilecek ısı ve elektrik alanlarının etkilerinden korur.

Ludlow: “Doğa Ana’nın verdiği oranı baz alarak; atomun ilerleyen oranını ölçtüğümüzde, çevresel bir etki nedeniyle bozulmadığı veya kaymadığından emin olmak istiyoruz” dedi.

Pek çok salınımla, ytterbium saati, gezegenimizin yerçekimsel alanında, benzeri görülmemiş bir hassasiyetle değişimleri algılayabilir.

Einstein’ın genel görelilik kuramının öngördüğü gibi, zaman, yerçekiminde bulunduğunuz alana bağlı olarak farklı şekilde hareket eder. Yüksek bir dağın tepesinde, Dünya’nın merkezinden uzak bir saat, aynı dağın tabanında bir saatten biraz daha hızlı bir şekilde ilerleyecektir.

Zaman aslında bu dağın tepesinde daha hızlı geçer. Çoğu saat bu son derece ince farkı kaydetmek için yeterince hassas değil. Sonuçta, 10 yıl içinde, irtifada 1.000 metre aralıklı iki saat, saniyenin sadece 31 milyonu kadar yanılacak.

Bilim insanları, farklı konumlardaki iki optik kafes saatinin ilerleme oranını karşılaştırarak, Dünya’nın yerçekimi alanındaki farklılıkları ölçmenin mümkün olduğunu zaten göstermişlerdir. Bununla birlikte, şu ana kadar aynı yerçekimi haritaları, var olan daha ucuz teknikleri kullanarak, doğru bir şekilde yapılabilir.

Ludlow, yeni saatin yalnızca 1 santimetre yükseklikteki değişiklikleri tespit edebildiğini, daha önce mümkün olandan çok daha kesin bir ölçüm olduğunu belirtti. 

Ludlow “Karanlık madde hakkında çok az şey biliniyor, ama teorilerin çoğu, atomlarla saatimizin zamanlama oranını etkileyecek şekilde etkileşime gireceğini tahmin ediyor.”

Ekip ayrıca,Einstein a ait teori  önemli bir yönünü teyit eden, LIGO gözlemevinde ilk kez gözlemlenen aynı tür yerçekimsel dalgaları aramak için saatleri kullanmayı deniyor.

Yeni saatin inanılmaz hassasiyetine rağmen, ekip henüz yeteneklerinin sınırına ulaşmadı.

Ludlow: “Performans, daha önce gördüğümüz hiçbir şeye benzemiyor. Ama daha da önemli iyileştirmelere yol açabilecek şeyleri nasıl yeniden inşa etmek istediğimiz hakkında bazı fikirlerimiz var.”

*İterasyon: Tekrarlama.

*Ytterbium: İki allotropik formda meydana gelen yumuşak, parlak, simli nadir toprak elementi.

Kaynak:
techxplore
Etiketler
1 Oy2 Oy3 Oy4 Oy5 Oy (2 oy verildi, Ortalama: 5 üzerinden 5,00 oy )
Loading...

Benzer Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Close