NIST tarafından geliştirilen ve NIST-F4 adıyla anılan bu yüksek hassasiyetli sezyum çeşme saati, mikrodalga ışını kullanarak çalışan ileri teknoloji bir zaman ölçüm cihazıdır. Bu saat, mikrodalga ışını altında yükselip alçalan sezyum atomlarının hareketlerini temel alır. Bilim insanlarının yaptığı açıklamalara göre, eğer bu gelişmiş saat dinozorların yaşadığı 100 milyon yıl önceki dönemde aktif olsaydı, bugün sadece birkaç saniyelik bir sapma gösterebilirdi. Bu başarı, zaman ölçümünde devrim niteliğinde bir ilerlemenin habercisidir. Yeni sistemin detayları, saygın bilimsel dergi Metrologia’da yayımlanmıştır. NIST-F4, 2025 Nisan ayı itibarıyla aktif hale gelmiş olup, Dünya Koordinatlı Zamanı (UTC) sistemine entegrasyonu için onay sürecinden geçmektedir. Dünya genelinde toplam yaklaşık 450 saat, UTC’yi tanımlayan standart saatler arasında yer almaktadır. NIST’in Zaman ve Frekans Bölümü Başkanı Liz Donley, bu saatlerin günlük yaşantımızda milyarlarca kez kullanıldığını ve kritik öneme sahip olduğunu vurgulamıştır. Donley, bu saatlerin sadece zaman ayarlama amacıyla değil, aynı zamanda trilyonlarca dolarlık finansal işlemlerde zaman damgası olarak kullanılmasının da hayati olduğunu ifade etmiştir.
NIST-F4, lazerle neredeyse mutlak sıfıra kadar soğutulmuş binlerce sezyum atomundan oluşan yüksek hassasiyetli bir çeşme saatidir. Bu atomlar, iki lazer ışınıyla yukarı doğru fırlatılır ve ardından kendi ağırlıklarıyla aşağıya doğru düşerken mikrodalga ışınıyla etkileşime girerler. Bu süreçte, atomların saniyede 9.192.631.770 kez titreşmesi, uluslararası saniyenin temel tanımını oluşturur. Ancak, böyle hassas bir ölçüm cihazını güvenilir hale getirmek oldukça karmaşıktır. Bilim insanları, atomların titreşimlerini etkileyebilecek her türlü küçük gürültü kaynağını detaylıca hesaplamalı ve önlem almalıdır. Bu gürültü kaynakları arasında kuantum etkileşimleri, mikrodalga sızıntıları ve lazerlerin oluşturduğu elektromanyetik alanların bozulmaları bulunmaktadır.
2020 yılında başlayan çalışmalar sonucunda, NIST ekibi yeni nesil saatin geliştirilmesine başladı. Kurumun ilk sezyum çeşme saati olan NIST-F1, restorasyon amacıyla devre dışı bırakılmış ve yerine yeni sistemler inşa edilmiştir. NIST fizikçisi ve bu çalışmanın baş yazarı Vladislav Gerginov, bu tür saatlerin değerlendirme süreçlerinin oldukça yavaş ve titiz yürütüldüğünü belirterek, sistematik belirsizliği 2,2×10-16 seviyesine düşürmeyi başardıklarını ifade etmiştir. Bu, saatin yaklaşık 140 milyon yılda yalnızca bir saniye kaybetmesi anlamına gelir. NIST-F4, öncüsü olan NIST-F3 ile birlikte çalışacak ve zaman ölçümünde büyük bir sıçrama yapacaktır. Yeni saatin en önemli özelliklerinden biri, yaklaşık %90 oranında aktif olması ve her zaman en az bir saatin çalışır durumda bulunmasıdır. Bu sayede, zamanın sürekliliği ve güvenilirliği sağlanacaktır. Ayrıca, her iki saatten elde edilen veriler düzenli olarak BIPM’e gönderilerek UTC’nin hassasiyeti ve doğruluğu sürekli olarak güncellenmektedir.
News
