Atom Saatinin Kalbi

Sıkı durun! İşte karşınızda zamanın kalbi veya çoğu insanın deyimiyle “saat”! Ancak bu saat dedenizin köstekli saatine hiç benzemiyor. Bu muazzam dakiklikteki optik atomik zaman göstergesi Birleşik Krallık Ulusal Fizik Laboratuvarı‘nda oluşturuldu. Bu saatin tıkırtısı, stronsiyum elementinin tek bir iyonu tarafından kontrol ediliyor.

Saatin yapımında kullanılan iyon, küçük bir küpün merkezindeki elektromanyetik alana hapsediliyor ve lazer ışınları ile mutlak sıfırın çok az üzerindeki bir ısıya kadar soğutuluyor. Lazerler küpten çıkan 3 cam mili arasından ateşleniyorlar.

Fakat lazerlerin saatin içerisinde çarpışmalarını önlemek için, dikkatlice karşı taraftan dışarıya yönlendirilmeleri gerekiyor. Bu nedenle toplamda 6 adet mil mevcut. Stronsiyum iyonu soğutulduğunda, bir diğer lazer ışını, stronsiyum iyonunun iki enerji seviyesi arasında kuantum mekaniği ile sağlanan olağanüstü bir devamlılık içerisinde iniş çıkışlar yapmasını sağlıyor. Böylece saniyede tam olarak 444.779.044.095.485 kere optik ışıma yayıyor.

Peki bunca uğraşmanın sebebi ne? Neden bilim insanları bu kadar uğraşıyorlar? Diğer bir deyişle, kol saatimiz, masa saatimiz veya duvar saatimiz; zamanı göstermeye yetmiyor mu?

Cevap tek kelime: Yetmiyor. Çünkü, zamanı belirlemeye ihtiyaç duyduğumuz tek alan, günlük yaşantılarımız değil. Bir kaç saniye, hatta bir kaç dakika hata, günlük yaşantılarımızı etkilemeyebilir. Ama bilimsel çalışmalar için saliseler bile fazlasıyla önem taşıyor. Uzay istasyonuna bağlanacak bir modül, yörüngeye fırlatılacak bir uydu ve belki hedefe yollanacak bir füze… Hepsi, zamanın doğru olarak tespit edilebilmesine ihtiyaç duyuyorlar. Bunun yolu da hassas saatlerden geçiyor.

Bir atom saati, atomların rezonans frekanslarını sayarak zamanı ölçen bir saat çeşidi. 3 milyon yılda 1 saniye hata yapmalarının ihtimali sadece %22,522. Biri hassasiyet mi demişti?

Fotoğrafın ortasındaki turuncu ışığın sizi yanıltmasına izin vermeyin, onun iyonla hiçbir ilgisi yok. Bu turuncu ışık, yalnızca küpün içerisindeki vakumlamanın kalitesini ölçen bir kablonun ısınmasıyla oluşan parıltıdan ibaret.

Ulusal Fizik Labaratuvarı’ndan Patrick Gill: “Ortada gördüğünüz parlak noktanın iyondan kaynaklanan bir ışıma olup olmadığını söylemekte tereddüt ediyorum, ancak iyonun bulunduğu yer orası.” diyor.