Bir grup fizikçi en iyi performansı açıkladı atom saatleri ne zamandan beri.
Aletin zamanı o kadar doğru ölçtüğü söyleniyor ki, her 300 milyar yılda bir sadece bir saniye kaybedecek ve yerçekimi dalgaları, karanlık madde ve diğer fiziksel fenomenlerin daha kesin ölçümlerine izin verecek. Wisconsin-Madison Üniversitesi tarafından yürütülen araştırmaya dayanan bir araştırma, Nature dergisinde 16 Şubat Çarşamba günü yayınlandı.
Wisconsin-Madison Üniversitesi’nde fizik profesörü ve çalışmanın kıdemli yazarı Shimon Kolkowitz yaptığı açıklamada, açıklama. “Performanslarını iyileştirmek ve bu iyileştirilmiş performans aracılığıyla etkinleştirilen yeni uygulamalar geliştirmek için çalışıyoruz.”
İlişkili: NASA’nın atom saati derin uzay yolculuğuna öncülük edecek
Genel olarak, atomik saatler, yankı izleme Atomların frekanslarından genellikle sezyum veya rubidyum atomlarıdır. Bu süreç, bu tür saatlerin zamanı yüksek bir doğruluk derecesi ile ölçmesini sağlar. NASA ajansı Derin uzayda atom saati Bu, teknolojiyi yörüngede iki yıl boyunca test eden bir uzay deneyinin bir örneğidir.
Atomik saatler, elektronların enerji seviyelerini takip ederek çalışır. Üniversite aynı açıklamada, “Bir elektron enerji seviyelerini değiştirdiğinde, belirli bir elementin tüm atomlarına benzer bir frekansta ışığı emer veya yayar.” “Optik atomik saatler, bu frekansa tam olarak uyacak şekilde ayarlanmış bir lazerle zamanı tutar ve zamanı tam olarak tutmak için dünyanın en gelişmiş lazerlerinden bazılarına ihtiyaç duyarlar.”
Yeni çalışma, ayrılan bir multipleks saat yarattı. stronsiyum Tek bir vakum odasında bir hattaki atomlar. Ekip, Kolkowitz’in dediği gibi “nispeten daha düşük bir lazer” kullandı ve bu, hala rekor düzeyde ölçüm doğruluğu üretebiliyor.
Lazeri yalnızca bir saatte parlatırlarsa, lazer aynı sayıda atomdaki elektronları saniyenin yalnızca onda biri kadar uyarır. Ancak aynı anda iki saat ile atomlar 26 saniye boyunca heyecanlı kaldı.
Kolkowitz, “Genellikle lazerlerimiz bu saatlerin performansını sınırlayacaktır” dedi. “Ancak saatler aynı ortamda olduğundan ve tamamen aynı lazer ışığına maruz kaldığından, lazer etkisi tamamen kayboluyor.”
Grup daha sonra saatler arasındaki farkları özellikle ölçmeye çalıştı, çünkü biraz farklı ortamlardaki iki atom grubu, manyetik veya yerçekimi alanlarındaki değişiklikler nedeniyle farklı hızlarda “tekmeliyor”. Ekip, farkı ölçmek için deneyi 1.000’den fazla kez çalıştırdı ve zaman içinde bu ölçümde daha fazla doğruluk buldu.
Sonuç olarak, araştırmacılar iki atomik saat arasındaki sinyal hızında “her 300 milyar yılda bir birbirinden yalnızca bir saniye farklılaşmaya tekabül eden – mekansal olarak ayrılmış iki saat için bir dünya rekoru kıran kesin bir zaman işleyişi ölçümü” olan bir fark tespit ettiler. söz konusu.
Tesadüfen, Nature’ın aynı sayısında ilgisiz bir çalışma, dağılmış atomlardan oluşan bir bulutun tepesi ve altı arasında UW-Madison grubununkinden yaklaşık 10 kat daha iyi bir frekans farkı yayınladı.
Colorado’daki JILA (eskiden Ortak Laboratuvar Astrofizik Enstitüsü) adlı bir araştırma enstitüsü tarafından yürütülen diğer çalışma, en küçük frekans farkı için genel dünya rekorunu kırdı. UW-Madison grubu ikinci sırada geliyor.
Kolkowitz, “Şaşırtıcı olan şey, daha kötü lazer kullanmamıza rağmen JILA serisine benzer bir performans göstermemizdir.” Dedi. “Bu, lazerimizin sahada göreceğiniz şeye çok benzediği birçok gerçek dünya uygulaması için gerçekten önemlidir.”
Twitter’da Elizabeth Howell’i takip edin Tweet yerleştirme. Bizi Twitter’da takip edin Tweet yerleştirme veya Facebook.
“Seyahat meraklısı. Zombi geek. Yemek gurusu. Kötü kahve delisi. Tutkulu twitter ustası. Kendini adamış televizyon hayranı.”