20 ilə hazırlanıb: Dünyanın ən dəqiq saatı
ABŞ Milli Standartlar və Texnologiya İnstitutu (NIST) alimləri inanılmaz dəqiqliklə zamanı ölçən yeni optik atom saatı hazırlayıblar.
Bu saat yalnız bir alüminium ionu ilə işləyir və 5,5 × 10⁻¹⁹ kimi son dərəcə aşağı kəsirli tezlik qeyri-müəyyənliyinə malikdir. Bu o deməkdir ki, saatın bir saniyə irəli və ya geri sürüşməsi üçün kainatın mövcud yaşından daha çox vaxt keçməlidir. Bundan başqa, 3,5 × 10⁻¹⁶ / √τ saniyə tezlik sabitliyi ilə bu model indiyədək hazırlanmış bütün ion saatlarından 2,6 dəfə daha stabil işləyir.
Optik saatlar iki əsas meyara görə qiymətləndirilir: dəqiqlik və sabitlik. Dəqiqlik saatın göstərdiyi vaxtın həqiqi zamana yaxınlığını, sabitlik isə ölçmələrin nə dərəcədə təkrarlana biləcəyini göstərir. NIST-in hazırladığı alüminium ion saatı lazer, ion tələsi və vakuum kamerası kimi komponentlərdə illərlə aparılan təkmilləşdirmələrin nəticəsində bu uğuru əldə edib. Layihənin baş müəllifi və NIST tədqiqatçısı Meyson Marşall qeyd edib: "İndiyədək hazırlanmış ən dəqiq saat üzərində işləmək həqiqətən həyəcanvericidir".
Bu saatın işləməsi üçün yalnız bir ²⁷Al⁺ alüminium ionu və ona dəstək verən bir ²⁵Mg⁺ maqnezium ionu istifadə olunur. Alüminium ionu zaman ölçmək üçün ideal olsa da, lazerlə idarə olunması çətin olduğundan maqnezium ionu onun soyudulmasını təmin edir və kvant vəziyyətinin düzgün oxunmasına yardım edir. Alüminium ionunun ölçmələri temperatur və maqnit sahəsi kimi amillərdən minimal təsirləndiyi üçün zaman ölçümü baxımından ideal hesab olunur.
Ən mühüm irəliləyişlərdən biri Rabi prob müddətinin 1 saniyəyə qədər uzadılması olub. Bu, Jun Ye laboratoriyasında hazırlanan kriogen silikon rezonatorunun lazer sabitliyinin 3,6 kilometrlik optik fiber xətti vasitəsilə NIST-ə ötürülməsi ilə mümkün olub. Nəticədə əvvəlki alüminium ion saatları ilə müqayisədə qeyri-sabitlik üç dəfə azaldılıb.
Komanda həmçinin ion tələsini yenidən dizayn edib və mikroskopik hərəkətlərin yaratdığı zamanlama xətalarını minimuma endirib. Bunun üçün almaz lövhələrdən istifadə edilib, elektrodların elektrik qeyri-sabitliyi qızıl örtüklərlə aradan qaldırılıb. Eyni zamanda, vakuum kamerası titan materialı ilə yenidən qurularaq arxa plandakı hidrogen qazı 150 dəfə azaldılıb. Bu dəyişikliklər sayəsində saat günlərlə fasiləsiz işləyə bilir və ionların yenidən yüklənməsinə ehtiyac qalmır.
Yeni qurğu 36 saat ərzində 19 rəqəm dəqiqliyinə nail ola bilir. Əvvəlki versiyalar isə eyni dəqiqlik üçün təxminən üç həftəlik müddət tələb edirdi.
Mütəxəssislər bildirirlər ki, bu nailiyyət bir saniyənin daha dəqiq şəkildə tərif edilməsinə imkan verə, həmçinin kainatdakı sabitlərin həqiqətən nə qədər sabit olduğunu öyrənmək üçün fundamental fizikada yeni imkanlar aça bilər.
//qaynar.az
Bu saat yalnız bir alüminium ionu ilə işləyir və 5,5 × 10⁻¹⁹ kimi son dərəcə aşağı kəsirli tezlik qeyri-müəyyənliyinə malikdir. Bu o deməkdir ki, saatın bir saniyə irəli və ya geri sürüşməsi üçün kainatın mövcud yaşından daha çox vaxt keçməlidir. Bundan başqa, 3,5 × 10⁻¹⁶ / √τ saniyə tezlik sabitliyi ilə bu model indiyədək hazırlanmış bütün ion saatlarından 2,6 dəfə daha stabil işləyir.
Optik saatlar iki əsas meyara görə qiymətləndirilir: dəqiqlik və sabitlik. Dəqiqlik saatın göstərdiyi vaxtın həqiqi zamana yaxınlığını, sabitlik isə ölçmələrin nə dərəcədə təkrarlana biləcəyini göstərir. NIST-in hazırladığı alüminium ion saatı lazer, ion tələsi və vakuum kamerası kimi komponentlərdə illərlə aparılan təkmilləşdirmələrin nəticəsində bu uğuru əldə edib. Layihənin baş müəllifi və NIST tədqiqatçısı Meyson Marşall qeyd edib: "İndiyədək hazırlanmış ən dəqiq saat üzərində işləmək həqiqətən həyəcanvericidir".
Bu saatın işləməsi üçün yalnız bir ²⁷Al⁺ alüminium ionu və ona dəstək verən bir ²⁵Mg⁺ maqnezium ionu istifadə olunur. Alüminium ionu zaman ölçmək üçün ideal olsa da, lazerlə idarə olunması çətin olduğundan maqnezium ionu onun soyudulmasını təmin edir və kvant vəziyyətinin düzgün oxunmasına yardım edir. Alüminium ionunun ölçmələri temperatur və maqnit sahəsi kimi amillərdən minimal təsirləndiyi üçün zaman ölçümü baxımından ideal hesab olunur.
Ən mühüm irəliləyişlərdən biri Rabi prob müddətinin 1 saniyəyə qədər uzadılması olub. Bu, Jun Ye laboratoriyasında hazırlanan kriogen silikon rezonatorunun lazer sabitliyinin 3,6 kilometrlik optik fiber xətti vasitəsilə NIST-ə ötürülməsi ilə mümkün olub. Nəticədə əvvəlki alüminium ion saatları ilə müqayisədə qeyri-sabitlik üç dəfə azaldılıb.
Komanda həmçinin ion tələsini yenidən dizayn edib və mikroskopik hərəkətlərin yaratdığı zamanlama xətalarını minimuma endirib. Bunun üçün almaz lövhələrdən istifadə edilib, elektrodların elektrik qeyri-sabitliyi qızıl örtüklərlə aradan qaldırılıb. Eyni zamanda, vakuum kamerası titan materialı ilə yenidən qurularaq arxa plandakı hidrogen qazı 150 dəfə azaldılıb. Bu dəyişikliklər sayəsində saat günlərlə fasiləsiz işləyə bilir və ionların yenidən yüklənməsinə ehtiyac qalmır.
Yeni qurğu 36 saat ərzində 19 rəqəm dəqiqliyinə nail ola bilir. Əvvəlki versiyalar isə eyni dəqiqlik üçün təxminən üç həftəlik müddət tələb edirdi.
Mütəxəssislər bildirirlər ki, bu nailiyyət bir saniyənin daha dəqiq şəkildə tərif edilməsinə imkan verə, həmçinin kainatdakı sabitlərin həqiqətən nə qədər sabit olduğunu öyrənmək üçün fundamental fizikada yeni imkanlar aça bilər.
//qaynar.az
