Skip to content Skip to navigation

En Hassas Atom Saati

Dr. Mahir E. Ocak
26/12/2018 - 15:16

ABD’deki Ulusal Standartlar ve Teknolojiler Enstitüsü’nde (NIST) çalışan Andrew Ludlow ve arkadaşları bugüne kadar geliştirilmiş en hassas atom saatini üretti. Yeni saat o kadar hassas ki on dört milyar yılda sadece bir saniye sapıyor. Konu ile ilgili bir makale Dr. W. F. McGrew ve arkadaşları tarafından Nature’da yayımlandı.

Temel zaman birimi olan saniye, 1967’den beri sezyum atomlarından yayılan ışığın frekansı üzerinden tanımlanıyor. Sezyum atom saatleri, saniyede yaklaşık dokuz milyar kez tik taklayan kol saatleri gibi düşünülebilir. Her ne kadar çok hassas olsalar da sezyum atom saatleri kapasitelerinin sınırlarına ulaşmış durumda.

Yeni geliştirilen saatte, sezyum değil iterbiyum atomları kullanılıyor. Araştırmacılar, saniyede yaklaşık 500 trilyon kez tik taklayan bu saatler üzerinde 15 yıldır çalışıyor. En son üretilen iterbiyum saatinin daha öncekilerden en önemli farkı, yeni bir ısı kalkanının kullanılması. Prof. Dr. Ludlow ve öğrencileri birkaç yıl önce geliştirdikleri bu ısı kalkanıyla iterbiyum atomlarını çevresel etkenlerden daha korunaklı hale getirmişler.

Günlük hayattaki işlerimiz için atom saatlerinin sağladığı hassasiyete ihtiyacımız yoktur. Ancak atom saatleri bilimsel araştırmalarda önemli roller üstleniyor. Örneğin genel görelilik kuramı zamanın akış hızının kütleçekim alanına bağlı olarak değiştiğini söyler. Kütleçekim alanının daha güçlü olduğu yerlerde zaman daha yavaş akar. Dolayısıyla, söz konusu Dünya olduğunda, zamanın akış hızı deniz seviyesinde yüksek rakımlarda olduğundan daha düşüktür. Ancak bu farklar çok küçüktür. Örneğin aralarında 1000 metre yükseklik farkı olan iki bölgede yaklaşık on senede geçen zamanlar arasındaki fark sadece saniyenin otuz milyonda biri kadardır. Sıradan saatlerle bu kadar küçük farkları ölçmek kolay değildir. Fakat atom saatleriyle zamanın akış hızında yükseklik farklarından kaynaklanan değişimler ölçülebiliyor. En son geliştirilen iterbiyum atom saati sadece bir santimetrelik yükseklik değişimlerini bile tespit edebilecek kadar hassas. Atom saatleri kullanılarak yeryüzünün kütleçekim alanının haritası çıkarılabiliyor.

Yeni atom saatinden yararlanılması planlanan bir diğer araştırma alanı karanlık maddenin doğası. Işıkla etkileşmediği için doğrudan görülemese de evrende normal maddenin beş katı kadar karanlık madde olduğuna işaret eden veriler var. Çeşitli kuramlara göre karanlık madde ile sıradan madde arasındaki etkileşimler atom saatlerinin çalışma hızında belirgin değişikliklere sebep olabilir.

İlgili İçerikler

Fizik

Bu yıl sekizincisi düzenlenen Breakthrough Ödülleri’nde temel fizik alanındaki ödülün sahibi ilk karadelik görüntüsünün elde edilmesi çalışmasını gerçekleştiren araştırmacılar oldu. Ödül kazanan araştırmacılar arasında Türk bilim insanı Prof. Dr. Feryal Özel de bulunuyor.

Fizik

Ay'a ulaşmamızı sağlayan en önemli teknolojilerden biri roketlerdi. Peki, roketler nasıl çalışıyor? Deneyler köşesinin bu etkinliğinde bir araba tasarlayarak Newton'un hareket yasalarını ve roketlerin çalışma prensibini öğreniyoruz.

Fizik

Söz konusu elektronlar, protonlar gibi “noktasal” parçacıklar olduğunda aynı işaretli elektrik yüklerinin birbirini ittiği, zıt işaretli elektrik yüklerinin birbirini çektiği bilinir. Ancak çok sayıda elektrik yüklü noktasal parçacığın bir araya gelmesiyle oluşan “bileşke” parçacıklarda durum farklıdır. 

Fizik

Danimarkalı gökbilimci Ole Christensen Romer, ışık hızını belirlemek için çalışmalar yapan ilk bilim insanlarından biridir. Romer, yaptığı uzun süreli gözlemler sonucunda Jüpiter’in uydularından Io’nun iki tutulması arasında geçen zamanlarda farklılıklar tespit etti.

Fizik

Bu etkinliğimizde yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisinin farklı enerji türlerine dönüştüğünü gözlemleyebileceğimiz bir düzenek tasarlayacağız.

Fizik

James Watt’ın buhar motorunu keşfetmesi Sanayi Devrimi’nin başlangıcı olarak kabul edilir. James Watt, buhar motorunu madenlerde ortaya çıkan suyun dışarı pompalanması için etkili bir yöntem ararken geliştirdi. İlk yazımızda Arşimet, 12. yüzyılda yaşayan el-Cezeri ve 16. yüzyılda yaşayan Takiyüddin’in suyun yukarı taşınması için geliştirdikleri düzenekleri anlatmıştık.

Fizik

Uluslararası bir araştırma grubu, araçların arka kısımlarına hava püskürten cihazlar yerleştirerek hava sürtünmesini azaltmayı başardı. Dr. Ruiying Li ve arkadaşları tarafından yapılan araştırmanın sonuçları Physical Review Fluids’te yayımlandı.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemelerden güneş enerjisi ile çalışan bir yel değirmeni düzeneği tasarlayarak enerji dönüşümünü gözlemleyeceğiz.

Fizik

Zürih Federal Teknoloji Enstitüsü ve Zürih Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacı, aşırı derecede düşük sıcaklıklara soğutulduğunda bile suyun donmasını engelleyen bir yöntem geliştirdi. 

Fizik

Nano ölçekteki malzemelerin özelliklerinin anlaşılması için gerçekleştirdiği uluslararası düzeyde üstün nitelikli çalışmalarıyla 2018 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’ne layık görülen Doç. Dr. Hasan Şahin ile bir söyleşi gerçekleştirdik.