Neden Atomik Saatler Zamanı Daha Doğru Ölçüyor?

Bir saatin görevi, zaman akışını takip etmektir. Bütün saatler bunu rezonatörün salınımlarını sayarak yaparlar.

Saat ilk olarak M.Ö 4000’lerde Mısır’da kullanıldı. Mısırlılar güneşin belirli bir düzende doğup battığını gözlemleyip ilk olarak güneş saatini keşfettiler. Güneş saati zamanı güneşin konumuna göre ölçüyordu. Daha sonra, güneş saatinden geceleri fayda sağlanamadığından Mısır’da bu saatlerin yerini kum ve su saatleri aldı.

Saat teknolojisindeki büyük atılım ise, 1300’lü yıllarda İngiltere’de saat maşasının keşfi ile oldu. Saat maşası ile mekanik saat üretiminin önü de açıldı. Saat maşası denge çarkının salınımlarını kullanıyordu. Daha sonra 15. yüzyılda yay ile çalışan  saatler geliştirildi. 15. ve 16. yüzyıllarda saat üretimi zenginleşti. Zamanı tutmak adına doğruluğu arttıracak gelişme 1656 yılında sarkaçlı saatlerin geliştirilmesiyle geldi. 1840’da da elektronik saat patentlendi. 20. yüzyılda elektronik alanındaki ilerlemeler de, içerisinde saat mekanizması olmayan saatlerin hayatımıza girmesine yol açtı.

Bu gelişmelerin arasında aslında temelleri 1879’da Lord Kelvin tarafından atılan atomik saatler de hayatımızda yer almaya başlamıştı. Temelleri 1879’da atılmasına rağmen, ilk atom saati 1949’da U.S National Bureau of Standards, NBS’de  yapıldı. İlk isabetli atom saati ise, sezyum-133 atomunun rezonans ölçümüyle 1955 yılında İngiltere Ulusal Fizik Laboratuvarı’nda, Louis Essen tarafından yapıldı.

Atom saatinin geliştirilmesiyle artık zaman akışının neredeyse tam anlamıyla doğru ölçülebilmesi sağlanmış oldu. Çünkü, atomların rezonans frekanslarını sayarak zamanı ölçen atom saatinin 3 milyon yılda 1 saniye hata yapma ihtimali yalnızca %22,522.

Atom saatinin bu kadar yanlışsız olması ise, atomların oldukça tutarlı frekanslarda rezonans üretmelerinden kaynaklanıyor. Eğer bir sezyum atomunu alır ve rezonans üretmesini sağlarsanız, bu atom herhangi başka bir sezyum atomu ile tam olarak aynı frekansta rezonans üretecektir. Sezyum-133 saniyede 9,192,631,770 dönüş sayısına sahiptir. Bu kesinlik kuartz saatlerden oldukça farklıdır. Çünkü, kuartz kristali el yapımı olduğundan yine bir salınım frekansı standartını temel alır ve atomik saatler kadar kesinliği yoktur. Ayrıca, kuartz salınımları sıcaklık gibi dış etkenlerden etkilenerek değişebilir. Fakat, sezyum-133 her ne olursa olsun aynı bilinen frekansta salınımını gerçekleştirir. Bu sebeple atomik saatlerin kesinliği oldukça fazladır.

Kaynak
*Bilimfili – “Neden Atomik Saatler Zamanı Daha Doğru Ölçüyor?”
http://bilimfili.com/neden-atomik-saatler-zamani-daha-dogru-olcuyor/