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

Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde Faraday kafesinin çalışma prensibini ve günlük hayatımızda nerelerde kullanıldığını öğreniyoruz.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler kullanarak sabit makaralar, kaldıraç ve tekerleklerden oluşan ve bir bileşik makine olan “lastik tekerlekli vinç” düzeneği tasarlayacağız.

Fizik

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde basit bir kondansatör tasarlayıp birçok elektrik devresinde kullanılan bu elektronik devre elemanının çalışma prensibini öğreniyoruz.

Fizik

Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında güneş enerjisi geliyor. Ancak güneş ışığından aldığı enerjiyi elektriğe dönüştüren geleneksel fotovoltaik gözeler sadece gündüzleri çalışıyor. Gündüzleri elde edilen enerjiyi geceleri kullanabilmek içinse başka enerji biçimlerine dönüştürüp depolamak gerekiyor.

Fizik

Fren pedalına hafif bir dokunmayla, yüklü bir kamyonun nasıl durduğunu öğrenmek ister misiniz? Sürücü tarafından fren pedalına uygulanan kuvvet, fren hidroliği tarafından balatalara iletilir. Balatalar da tekerleklerle bağlantılı fren disklerini sıkıştırarak aracın yavaşlamasını ve durmasını sağlar.

Fizik

Yarasalar ilgi çekici bir özelliğe sahip: Ses dalgalarını kullanarak tamamen karanlık bir ortamda çevrelerindeki nesnelerin yerini belirleyebiliyorlar. Görme engelli bazı insanların da bu özelliğe sahip olduğu biliniyor.

Fizik

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler kullanarak elektrik enerjisi elde edip enerjiyi ışık, hareket ve ses enerjisine dönüştüren bir düzenek tasarlayacağız.

Fizik

Su, elektrik enerjisi kullanılmadan bulunduğu yerden daha yükseğe nasıl taşınabilir? Arşimet bu sorunu milattan önce üçüncü yüzyılda icat ettiği Arşimet vidası ile çözmüştü. Deneyler köşesinin bu etkinliğinde, Arşimet vidası tasarlayarak suyu yukarı taşımak amacıyla kullanılabilecek bir pompa yapıyoruz.

Fizik

Bilim Genç olarak ODTÜ Saçılmalı Demet Hattı ve İVME-R’de yürütülen çalışmalarla ilgili ODTÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi ve İVME-R Müdürü Prof. Dr. Bilge Demirköz ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Fizik

Bundan yüzyıllar önce Dünya’nın kendi etrafında dönüp dönmediği, ayrıca Dünya’nın mı Güneş’in etrafında yoksa Güneş’in mi Dünya’nın etrafında dolandığı bilim insanları arasındaki en hararetli tartışma konularından biriydi.