Fiziklər dünyada ən dəqiq atom saatını yaratdı

ABŞ-nin Milli Standartlar və Texnologiyalar İnstitutunun (NIST) alimləri dünyada ən dəqiq atom saatını hazırlayıblar. Alüminium ionu üzərində işləyən bu cihaz, zamanı vergüldən sonra 19 rəqəm dəqiqliklə ölçmək qabiliyyətinə malikdir. Avtosfer.az "Qaynarinfo"ya istinadən xəbər verir ki, tədqiqatın nəticələri “Physical Review Letters” jurnalında dərc olunub.

Müasir optik saatlar iki əsas göstərici ilə qiymətləndirilir:

* Dəqiqlik – standart zaman ölçüsünə nə qədər yaxın olduğu;
* Sabitlik – zamanın nə qədər bərabər ölçüldüyü.

Yeni hazırlanmış alüminium əsaslı saat əvvəlki ion saatları ilə müqayisədə 41% daha dəqiq, 2,6 dəfə isə daha stabil işləyir. Bu nailiyyətə çatmaq üçün alimlər 20 illik təkmilləşdirmə prosesi aparıblar – lazerlərdən tutmuş vakuum kamerasına qədər bütün komponentlər yenidən işlənib.

Alüminium niyə seçildi?

Tədqiqat qrupunun rəhbərlərindən biri, fizik Deyvid Hüm izah edir:

“Alüminium, hal-hazırda beynəlxalq zaman etalonunun əsasını təşkil edən ənənəvi sezyumdan belə üstündür. O, temperatur və maqnit sahəsi kimi xarici amillərə daha az həssasdır”.

Lakin alüminium ionları ilə işləmək çətinlik yaradır – onları soyutmaq və lazerlə idarə etmək asan deyil. Bu səbəbdən tədqiqatçılar ikinci bir ion – maqnezium əlavə ediblər. Maqnezium ionları həm alüminiumu soyutmaqda, həm də onun vəziyyəti barədə məlumat ötürməkdə istifadə olunur. Bu metod kvant məntiqi spektroskopiyası adlanır.

Aspirant Uilla Artur-Dvorşak əlavə edir:

“Maqnezium və alüminium birlikdə hərəkət edir və biz maqnezium vasitəsilə alüminiumun davranışını oxuya bilirik”.

Texniki çətinliklər və həll yolları

Bu qədər yüksək dəqiqlik əldə etmək üçün fiziklər çoxlu fiziki maneələri aradan qaldırmalı olublar. Məsələn, ionlar mikroskopik elektrik disbalansı səbəbindən tələdə azacıq hərəkət edirdi, bu isə saatın sabitliyini pozurdu. Alimlər elektrodların örtüyünü dəyişərək və konstruksiyanın əsasını almaz lövhə ilə möhkəmləndirərək bu problemi aradan qaldırıblar.

Daha bir gözlənilməz maneə vakuum kamerasının polad divarlarından ayrılan hidrogen qazı olub. Bu qaz ionlarla toqquşaraq saatın sabitliyini pozurdu. Polad titanla əvəz olunaraq, kameradakı hidrogen miqdarı 150 dəfə azaldılıb. Nəticədə saat tələsi artıq fasiləsiz olaraq bir neçə gün işləyə bilir, halbuki əvvəlcə yarım saatdan bir yenidən yüklənməli olurdu.

Layihənin əsas müəllifi, fizik Meyson Marşall qeyd edir:

“Belə saatlar yaratmaq inanılmaz dərəcədə maraqlıdır. Biz fundamental fizikanın ön cəbhəsində işləyirik”.