Viyana ve Pekin’deki iki araştırma ekibi, zamanı atomun elektronları yerine çekirdeğinin titreşimiyle ölçen ilk nükleer saatleri tanıttı. Nature dergisinde ayrıntılanan çalışma, toryum-229 izotopuna dayanıyor. Saatler bugün için en iyi atom saatlerini geride bırakmıyor, fakat geliştiriciler ileride onları aşabileceklerini söylüyor.

Atom saatinden nükleer saate geçiş

Bugünkü en hassas saatler, atomların elektronlarının enerji seviyeleri arasındaki geçişi ölçüt alıyor. Bu geçişler lazerle uyarılıyor ve çok düzenli bir “tik” üretiyor. Nükleer saatlerde ise ölçüt, atom çekirdeğinin iki enerji durumu arasındaki geçiş. Toryum-229, çekirdeği alışılmadık biçimde düşük enerjiyle uyarılabilen nadir izotoplardan biri olduğu için bu iş için öne çıkıyor.

Neden toryum-229?

Çoğu çekirdek geçişi çok yüksek enerji gerektirir ve laboratuvar lazerleriyle uyarılamaz. Toryum-229’un geçişi ise morötesi lazerlerin erişebileceği bir aralıkta bulunuyor. Bu özellik, çekirdeği hassas bir saat bileşenine dönüştürmenin kapısını açtı. Çekirdek, elektronlara göre çevredeki elektrik ve manyetik alanlardan daha az etkilendiği için kuramsal olarak daha kararlı bir referans sunuyor.

Henüz rekor yok, ama potansiyel büyük

Araştırmacılara göre bu ilk nükleer saatler doğruluk bakımından en iyi optik atom saatlerinin gerisinde kalıyor. Yine de ekipler, tekniğin olgunlaştıkça bu saatleri aşabileceğini belirtiyor. Daha hassas zaman ölçümü; uydu navigasyonundan temel fizik testlerine, sabitlerin zamanla değişip değişmediğini araştıran deneylere kadar geniş bir alanda yeni imkânlar anlamına geliyor.