Nükleer saat nedir ve nasıl çalışır?
Zamanı ölçmek için doğru bir ritme ihtiyaç duyulmaktadır. Geleneksel saatler genellikle kuvars kristallerinin titreşimleriyle çalışırken, atom saatleri atomların doğal titreşimlerini kullanarak zamanı ölçer. Ancak, en hassas atom saatleri bile bir süre sonra zaman kayması yaşayabiliyor. Bu nedenle bilim insanları, zaman ölçümünü daha hassas hale getirebilmek için yeni yöntemler arıyorlardı. İşte bu noktada nükleer saatler devreye giriyor.
Dünyanın ilk nükleer saati
Boulder, Colorado’da bir grup uluslararası fizikçi tarafından geliştirilen ve Nature dergisinde yayımlanan makale, dünyanın ilk nükleer saatinin başarıyla çalıştığını duyurdu. Atom çekirdeklerine dayalı bu yeni saat teknolojisi, GPS sistemlerinden derin uzay navigasyonuna kadar geniş bir uygulama yelpazesi sunuyor. Ancak, şu an için atomik saatlerle karşılaştırıldığında doğruluğu biraz daha düşük.
Neden nükleer saat?
Atom çekirdeklerinin titreşimleri, atomun dışındaki elektronlardan çok daha hassas ve kararlı olduğu için, nükleer saatler daha az sapma gösterme potansiyeline sahip. Bununla birlikte, atom çekirdeklerini uyandırmak için çok özel enerji seviyeleri gerekiyor. Bu zorluğu aşmak için, fizikçiler nadir bir radyoaktif izotop olan toryum-229’u kullandılar. Bu izotop, nükleer saatin çalışmasını sağlayan enerjiyi üretmek için düşük bir geçiş enerjisine sahip.
Toryum-229 ve lazer teknolojisi
Toryum-229 atomlarını uyandırmak için geliştirilen özel lazer sistemleri, bilim insanlarının daha hassas ölçümler yapmasına olanak tanıdı. Geliştirilen bu yeni teknolojiyle, toryum kristallerine yönelik lazer ışınları gönderildi ve bu süreç sonunda nükleer geçişler başarıyla gözlemlendi. Bu buluş, nükleer saatlerin potansiyelini gerçeğe dönüştürdü.
Gelecekteki potansiyel
Henüz dünya rekorunu kırmış değilse de, nükleer saatlerin doğruluk açısından atom saatlerini geçmesi bekleniyor. Yapılan ilk denemelerde 12 haneli doğruluk seviyesine ulaşılabilmişken, birkaç yıl içinde bu seviyenin 20 veya 21 basamağa kadar çıkması mümkün olabilir. Bu da saatin kesinliğini büyük oranda arttıracaktır.
Nükleer saatlerin diğer uygulamaları
Nükleer saatler, GPS sistemlerinden uzay araçlarının navigasyonuna kadar birçok alanda devrim yaratabilir. GPS, cihazların konumlarını belirlemek için zaman farklarını ölçerken, nükleer saatler bu farkları çok daha hassas bir şekilde belirleyebilir. Ayrıca, bu yeni teknoloji otonom araçlar ve görme engelli bireyler için de potansiyel olarak konumlama teknolojilerini geliştirerek daha hassas bir yön bulma çözümü sunabilir.
Yeni bilimsel keşifler
Nükleer saatlerin çalışma prensiplerinin incelenmesi, doğanın temel yasalarına dair yeni bilgiler edinmemizi sağlayabilir. Özellikle, çekirdekler arasındaki güçlü kuvvetin gizemini çözerek, evrenin karanlık madde gibi bilinmeyen yönleri hakkında da bilgiler elde edilebilir.
Kaynak: CUMHA – CUMHUR HABER AJANSI