Alimlər dünyanın ən dəqiq saatını hazırladı
Lutesium saatları rekord dəqiqliyə və müqayisə həssaslığına çataraq gələcək zaman standartları və cazibə qüvvəsinin ölçülməsi üçün perspektivli namizədlərə çevrilib.
AFN.az xəbər verir ki, Nature jurnalında yayımlanan nəticələr saatın keçid tezliyini 19 onluq mərtəbəyədək ölçdüyünü və 1 × 10⁻¹⁹ qeyri-müəyyənlik təmin etdiyini göstərir.
Sinqapur Milli Universitetinin (NUS) Kvant Texnologiyaları Mərkəzində (CQT) lutesium elementindən hazırlanan atom saatı vaxtölçmə dəqiqliyi üçün yeni meyar müəyyən edib.
Nature jurnalında yayımlanan nəticələr saatın keçid tezliyini 19 onluq mərtəbəyədək ölçdüyünü və 1 × 10⁻¹⁹ qeyri-müəyyənlik təmin etdiyini göstərir.
Bu göstərici indiyədək hər hansı optik atom saatı üçün qeydə alınan ən aşağı göstərici olub.
CQT-nin baş tədqiqatçısı və Sinqapur Milli Universitetinin Fizika Bölməsinin dosenti Murray Barrett hazırda sahib olduqları saatın dünyanın ən həssas saatı olduğuna əmin olduğunu bildirib.
Atom saatları atomun elektronunun sabit tezlikdə enerji səviyyələrini dəyişməsi zamanı baş verən hadisə olan atom keçidinə kilidlənərək vaxtı ölçür.
Lazer bu saat keçidi ilə uyğunlaşdırılır və onun işıq şüasının rəqsləri eynilə sarkacın yellənməsi kimi zamanı göstərir.
CQT saatında bu istinad 848 nanometr dalğa uzunluğuna malik lazerlə keçidi uyğunlaşan lutesium-176-nın elektrik yüklü tək atomundan və ya ionundan gəlir.
Temperatur dəyişiklikləri və maqnit sahələri atom saatının vaxtı ölçmək üçün istifadə etdiyi keçid tezliyini dəyişə bilər.
Bu səbəbdən tədqiqatçılar saatın dəqiqliyini qiymətləndirərkən bu təsirləri nəzərə almalıdırlar. Lutesiumun saat keçidi bu iki amildən demək olar ki, təsirlənmir və bu, saata daha geniş şərtlər daxilində sabit qalan istinad təmin edir.
Barrett bu xüsusiyyətlərin çox müxtəlif mühitlərdə belə yüksək dəqiqliyə nail olmağın mümkün olduğu anlamına gəldiyini bildirərək lutesium saatının Yer kürəsində qeydə alınan ən isti yer olan Ölüm Vadisindən Antarktida platosundakı ən soyuq yerə aparılsa belə sabit qalacağını qeyd edib.
Komanda xüsusiyyətlərinin onu vaxtölçmə baxımından ən yaxşı elementlər sırasına daxil edə biləcəyini düşünərək lutesiumu on ildən çox əvvəl araşdırmağa başlayıb.
Bu ehtimalı işlək saata çevirmək illərlə davam edən dəqiq mühəndislik işini və atomun xüsusiyyətlərinin ölçülməsini tələb edib.
Tədqiqatçılar həmçinin saat keçidini müəyyən etmək üçün həddindən artıq incə orta qiymət adlandırılan bir üsul icad ediblər. Komanda bildiyi qədər vaxtölçmə üçün lutesiumla işləyən yeganə qrup olaraq qalır.
Tədqiqatçılar iki lutesium saatı hazırlayıb və korrelyasiya spektroskopiyası adlanan texnikadan istifadə edərək onların işini 200 saat ərzində müqayisə ediblər.
Saatlar 5,7 × 10⁻¹⁹ qeyri-müəyyənlik daxilində uyğunlaşıb. Bu, indiyədək bildirilən ən həssas saat müqayisəsi olub. Daha çox ölçmənin bu qeyri-müəyyənliyi daha da azalda biləcəyi bildirilir.
NUS Kvant Texnologiyaları Mərkəzinin baş tədqiqatçısı və məqalənin həmmüəllifi Kyle Arnold saatı olan insanın saatın neçə olduğunu bildiyini, lakin iki saatı olan insanın heç vaxt əmin ola bilmədiyini ifadə edən zarafatı xatırladıb. Arnold bunun əsas olaraq bir standartın dəqiqliyini yoxlamağın yeganə yolunun saatları müqayisə etmək və təkrarlana bilmə qabiliyyətini göstərmək olduğunu izah etdiyini bildirib.
Cazibə qüvvəsi zamanın axışını yavaşladaraq müxtəlif yüksəkliklərdəki saatların bir qədər fərqli sürətlə işləməsinə səbəb olur. 10⁻¹⁹ səviyyəsində işləyən optik atom saatları bu təsiri cəmi millimetrlərlə ölçülən yüksəklik fərqlərində aşkar edə bilir.
CQT-nin müqayisəsi eyni masadakı saatlar arasındakı 5 millimetrlik fərqi müəyyən edə bilir. Bu fərqin müqayisəni məhdudlaşdırmasının qarşısını almaq üçün tədqiqatçılar iki lutesium ionunun nisbi yüksəkliklərini bir-birindən müstəqil şəkildə bir millimetrdən az dəqiqliklə ölçüblər.
Cazibə qüvvəsinə olan bu həssaslıq lutesium saatının dünyanın digər aparıcı atom saatları ilə müqayisəsini də çətinləşdirir. Yer kürəsindəki müxtəlif məkanlar arasındakı cazibə fərqləri təsirlərini saatların bu dəqiqlik səviyyəsindəki göstəricilərindəki fərqlərdən ayırmaq üçün kifayət qədər dəqiq məlum deyil.
Barrett gələcəkdə bu saatın necə keçilə biləcəyini görə bilmədiyini bildirib.
Sezium atomları 1960-cı illərdən bəri saniyəni müəyyənləşdirmək üçün istinad təmin edir, sezium atom saatları isə qlobal mövqeləndirmə sistemini dəstəkləyir, rabitə və nəqliyyat şəbəkələrini sinxronlaşdırır.
Optik saatlar daha yüksək keçid tezliklərindən istifadə edərək eyni zaman aralığında daha çox rəqs təmin edir və vaxtı daha dəqiq ölçməyə kömək edir.
Son rekord sahibləri iterbium, stronsium və alüminiumdan istifadə etmişdi. CQT komandası lutesium saatının bu elementlərin göstəricilərini geridə qoyduğunu bildirir.
Bu saatlar inkişaf etdikcə zaman standartlarına cavabdeh beynəlxalq qurum 2030-cu ildə və ya ondan sonra gözlənilən saniyənin yenidən müəyyənləşdirilməsi üçün ölçmələrini qiymətləndirir.
Saatların cazibə qüvvəsinə həssaslığı laboratoriyadan kənarda da faydalı hala gələrək tədqiqatçılara Yer kürəsi üzrə cazibə qüvvəsindəki dəyişiklikləri izləməyə imkan verəcək. Daha həssas saatlar fundamental fizikadakı həll olunmamış sualların araşdırılmasına da kömək edəcək.
NUS komandasının doktorantı və məqalənin həmmüəllifi Michael Lee növbəti addımın laboratoriya miqyasındakı saatı daşınan sistemə çevirmək üçün kiçiltmək olduğunu bildirib.
Saatın laboratoriyadan kənara daşınmasının yeni müqayisələrə imkan yaradacağı və tədqiqatçılara bu tətbiqləri araşdırmağa şərait verəcəyi bildirilir. Komanda saatı dəqiqliyindən ödün vermədən daha kiçik hala gətirə biləcəyini düşünür.
