Bilim insanları toryum-229 tabanlı ilk nükleer saatleri geliştirdi

Viyana ve Pekin'deki araştırma ekipleri, zamanı atomların elektronları yerine çekirdeklerinin titreşimiyle ölçen ilk nükleer saatleri geliştirdiklerini duyurdu. Nature dergisinde yayımlanan çalışmaya göre, toryum-229 izotopuna dayanan bu yeni saatler, ışığın atom çekirdeği ile etkileşimini izleyerek çalışıyor. Mevcut atomik saatler yetmiş yılı aşkın süredir elektronların enerji seviyeleri arasındaki geçişleri takip ederken, nükleer saatler çekirdek düzeyindeki geçişleri ölçüt alıyor.

Toryum-229 elementinin bu teknolojide kullanılmasının temel nedeni, çekirdeğinin morötesi lazerlerin erişebileceği düzeyde düşük bir enerjiyle uyarılabilmesidir. Atom çekirdekleri, atomlardan yaklaşık 100 bin kat daha küçük oldukları için dış elektrik ve manyetik alanlardan elektronlara oranla çok daha az etkileniyor. Bu durum, nükleer saatlerin dış faktörlere karşı daha dirençli ve kuramsal olarak daha kararlı bir referans sunmasını sağlıyor.

Geliştirilen nükleer saatler henüz mevcut en iyi optik atom saatlerin hassasiyetine ulaşamamış olsa da araştırmacılar, daha güçlü lazerlerin kullanımıyla gelecekte bu saatlerin atomik saatleri geride bırakabileceğini belirtiyor. Bu yeni teknolojinin, evrenin büyük kısmını oluşturan karanlık maddenin varlığını tespit etmek ve evrenin fiziksel kurallarına dair temel soruları yanıtlamak amacıyla kullanılabileceği öngörülüyor.

Çalışmanın bilimsel temeli, 2003 yılında atom çekirdeklerinin saat yapımında yüksek doğruluk sağlayabileceğine dair ortaya atılan önerilere dayanıyor. Araştırmacılar, nükleer saatlerin gelişiminin GPS teknolojisi gibi zamanın hassas ölçümüne dayanan kritik sistemlerde yeni olanaklar yaratabileceğine işaret ediyor.