atom saati

Tarihte yapılan en hassas atom saati, saniyeyi yeniden tanımlamak üzere zamanı saymayı bekliyor. Zamanı atomların titreşiminden ölçen saat, 1018 saniyede bir saniye şaşıyor. Atom veya moleküllerin titreşimlerini kullanarak zamanı büyük bir hassasiyetle ölçen alet.

Atom Saati hakkında bilgiler

Tarihte yapılan en hassas atom saati, saniyeyi yeniden tanımlamak üzere zamanı saymayı bekliyor. Zamanı atomların titreşiminden ölçen saat, 1018 saniyede bir saniye şaşıyor. Atom veya moleküllerin titreşimlerini kullanarak zamanı büyük bir hassasiyetle ölçen alet.

Zaman ölçümünde temel birim saniyedir. Saniye güneş gününün uzunluğuna bağlı olarak tarif edilmiştir.

Ancak ilmi çalışmalar için daha ileri bir hassasiyet gerekmektedir.

Atom saatinin esasını, atom ve moleküllerinin belirli frekanslarda enerji emerek veya yayarak, enerji alıp verebilecek duruma gelebilmeleri teşkil etmektedir.

Bir atom veya molekül sisteminden yüksek frekansta kararlı elektromanyetik dalgalar üreten ve maser adı verilen bu cihazlar üzerindeki çalışmalar 1940 yılında başlamıştır. 1949’da ABD’nin Milli Standartlar Bürosu, amonyak molekülünün özelliklerine bağlı olarak ilk saati imal etmiştir. 1955’te İngiltere’de, frekansı, saniyede 9.192.631.750 devir olan sezyum ışını kullanılarak atom saati yapılmıştır. Bu saatin hassasiyeti 1/1011 derecesinde olup, 1963 yılında milletlerarası zaman standardı olarak kabul edilmiştir.

1960 yılında ABD’de 1/1012 hassasiyetinde hidrojen ışın maseri geliştirilmiş olup, hassasiyeti 1/1014e yükseltmek için çalışmalar yapılmaktadır. 1/1014 hassasiyet üç milyon yılda bir saniyelik bir hataya karşılık gelmektedir.

Dünyanın en hassas saati, 1950’lerde bilimsel amaçlarla kullanılan atom saatlerinin yeni kuşağı. Atom saatleri, atomların titreşim frekanslarını ölçen cihazlar. Örneğin, caeseium atomunun elektronları iki enerji hali arasında saniyede 9.192.631.770 (9 milyar 192 milyon 631 bin 770) kere gidip geliyor. Bu titreşim ölçümü, saniyenin de tanımı sayılıyor, 1 saniye caesium atomunun 9 milyar 192 milyon 631 bin 770 kez titremesi için geçen zaman aralığı olarak tanımlanıyor.

Atom saatlerinin hassasiyeti günlük hayatta kullanılan kol saatlerinden biraz daha yüksek. Bu saatler 30 milyon yılda bir saniye atıyor. Ancak, bununla yetinmeyen bilim insanlarının daha hassas saat yapma arzusu yeni ve daha gelişmiş saatlerin önünü açıyor.

‘TİK-TAK’ SAYISINI ARTIR Almanya’nın önde gelen bilim kurumlarından Max Planck Enstitüsü uzmanlarından Thomas Udem, daha yüksek hassasiyet için, saatin ‘tik-tak’larını artırmak gerekeceğini belirtiyor. Bu teze göre, akan giden zamanı dilimlere bölen ‘tik-tak’ların sayısı arttıkça, ölçülen zaman daha ince dilimlere bölünecek. ‘Tik-tak’lar arasındaki zaman kısaldıkça da ölçüm hassasiyeti yükselecek. Zamanı daha kısa dilimlere ayırma kavramı, insanoğlunun güneş saatinden kum saatine, sarkaçlara ve gelişmiş teknoloji kronometrelere uzayan serüveninin de temelinde yatıyor. Çağdaş caesium saatleri, saniyede 9 milyar titreşim ölçebiliyor.

BİR GÜN BİLE UZUN KALIR Bilim insanları 1950’lerin caesium saatlerinden daha hassas saat arayışında ytterbium (Yb) ve strontium (Sr) gibi yeni elementleri değerlendiriyor. Strontium saniyede 429.228.004.229.952 (429 trilyon 228 milyar 4 milyon 229 bin 952) kez titriyor.

STRONTİUM TEMEL ALINACAK Strontium elementinden atom saati üretmenin iki yolu var, ya tek bir atomun titreşimleri sayılacak, ya da birden çok atom aynı anda sayılacak. Tek atom kullanmanın avantajı, tek atomu, titreşim frekansını bozan elektromanyetik alandan korumak daha kolay. Dezavantajı ise, bu derece yüksek bir frekansta tek bir atomun hareketliliğini ölçmek daha zor. Çok atomlu düzenekte ise, ölçüm kolaylaşırken, elektromanyetik alanın etkisinden dolayı ölçümün kesinliğinden yitiriliyor.

YUMURTA KUTUSU DÜZENEĞİ Tokyo Üniversitesi’nden Hidetoshi Katori, tekli ve çoklu atom düzeneklerinin avantajlarını birleştiren bir sistem geliştirdi. Katori, 6 lazer ışını kullanarak elektromanyetik dalgalar yaratıyor. Bu sistem her bir strontium atomunu tek tek destekleyen enerji kaynakları yaratıyor. Düzenek, yumurtaların taşınmasında kullanılan yumurta kutularını andırıyor. Her bir atom kendi yuvasında elektromanyetik dalgalardan korunuyor. Bu şekilde çoklu atom düzeneğinde dahi atomlar elektromanyetik dalgalardan etkilenmiyor.

Daha önce bu sisteme benzer sistemler yapılmış, fakat atomları koruması gereken lazerlerin titreşimi bozduğu görülmüştü. Katori, lazerlerin frekanslarını düzeneğin üst ve altını eşit derecede etkileyecek şekilde ayarladı. Bu şekilde lazerlerin titreşime etkisi sabitlendi. Katori’nin atom saati zamanı 10-18 kat hassasiyetinde ölçüyor. Diğer bir deyişle, 1018 saniyede bir saniye şaşıyor.

Kaynak

: Makalenin tam metni bilim dergisi Nature’da yayımlanmıştır.
İlgili Konu Başlıkları Tümü

Atom

Antik çağda yetişen pek çok düşünürle birlikte, maddenin yapısı sorgulanmaya başlamıştır. İlk kez Thales evreni anlamanın yolunun maddeyi anlamaktan geçtiğini ifade ederek, materyalist felsefeye ilk adımı atmıştır. Daha sonra Anaximander, evreni oluşturan apeiron denen ...

Zaman

Zaman Değişmekte olan bir standart hadiseyle kıyaslanarak ölçülen; başlangıç ve son kabul edilebilecek iki hadise veya vakit arasında geçen müddet (süre). Zamanın ölçülmesinde ekseriya bir sarkacın salınımı, dünyanın dönüşü veya bir elektromanyetik radyasyonun titreşimi ...

Alfred Kastler

1902 yılında Guebwiller, Haut-Rhin'de doğdu ve 1984'te öldü. Fransız asıllı fizkçi, 1921'de Ecole Normale Superieure'e girdi. Colmar Lisesi'nde, daha sonra Bordeaux Fen Fakültesi'nde (1931) öğretmenlik yaptı. 1941'de Ecole Normale'in fizik laboratuarına döndü. Orada genç ...

Atomik Saat

Atom saati, atomların rezonans frekanslarını sayarak zamanı ölçen bir saat çeşididir. 3 milyon yılda 1 saniye hata yapmalarının ihtimali sadece % 22,522'dir.

Elektronik Saat

Elektronik saat, çok küçük pilli saatlerdir.Kol saatleri,elektronik saatler grubuna girer.Pilleri minik ve yuvarlaktır.Pilleri bittiğinde değiştirilmesi mümkün saatlerdendir.Yelkovan ve akrebi ayarlanabilir.Hata yapabilir(duraklayabilir).Bu saat atom saati kadar uzun süre dayanmaz.

Saat (alet)

İnsanlar Taş devrinde zamanı ölçecek bir aracı gerekirdi. Sabahleyin belirli bir anda kalkınması, hayvanların belirli anlarda beslenmesi, ürünlerin belirli anlarda pazarlara götürülmesi gerekliydi. İlk saatler, bir gölge düşüren ve gölgenin denilen uzunluğuna kısalığına ...

Norman Foster Ramsey

Norman Foster Ramsey, Jr (27 Ağustos 1915 - 4 Kasım 2011) ABD'li fizikçi. 1947 yılından beri Harvard Üniversitesi'nde fizik profesörlüğü görevini yürütmektedir. Ramsey, aynı zamanda NATO ve ABD Atom Enerjisi Komisyonu gibi devlet ve uluslararası kuruluşlar ile çeşitli görevlerde ...

Bomba

BOMBA Alm. Bombe (f), Fr. Bombe (f), İng. Bomb. Patlayıcı ve yanıcı maddeler ile doldurulmuş, çeşitli büyüklükte, canlı ve cansız hedefleri tahrip etmek için kullanılan patlayıcı savaş aracı. Genellikle uçaklardan atılan bomba, ölüme, tahribe, sarsıntıya sebeb olur. ...

Avustralya

Avustralya, güney yarım kürede yer alan bir ülkedir. Hint ve Büyük Okyanus arasında uzanır. Avustralya tüm bir kıtayı kaplayan tek ülkedir. Komşuları Endonezya, Doğu Timor, Papua Yeni Gine, Solomon Adaları, Vanuatu, Yeni Kaledonya ve Yeni Zelanda'dır. Avustralya'nın başkenti ...

Adolf Hitler

Adolf Hitler (d. 20 Nisan 1889, Braunau am Inn, Yukarı Avusturya - ö. 30 Nisan 1945, Berlin, Almanya), 1933 itibari ile Almanya'nın başbakanı ve 1934'den ölümüne kadar Almanya'nın lideriydi (Führer). Nasyonal Sosyalist Alman İşçi Partisi (NSDAP)'nin başkanıydı.

Thomas Watson

Thomas Watson (1874 - 1956) Amerikalı Watson IBM (Industrial Business Machines) (Endüstriyel Büro Makineleri) adlı şirketin EDV (Elektronik Bilgi İşlem) tesisleri alanında dünya genelinde başta gelen üretici durumuna gelmesini sağladı. Uzun zaman karşı koyduktan sonra, 50'li ...

Bilim Adamları

Bilim adamları, üniversite ve benzeri yüksek öğrenim kurumlarında eğitim veren, araştırma yapan ve özgün araştırmalarıyla alanına katkıda bulunan kişilere verilen genel mesleki unvandır. Akademik çalışmaları sosyal bilimler, insan bilimleri veya doğa bilimleri gibi alanlarda ...