Dünyanın En Doğru Atom Saati: Doğruluk 19. Basamağa Ulaştı
Singapur’da geliştirilen lutesyum atom saati, frekansını virgülden sonraki 19. basamağa kadar doğru belirleyerek bugüne kadarki en doğru atom saati oldu.
Singapur’daki araştırmacılar, bugüne kadar yapılmış en doğru atom saatini geliştirdiklerini açıkladı. Lutesyum elementiyle çalışan saatin frekansı, virgülden sonraki 19. basamağa kadar doğru olarak belirlenebiliyor. Sonuçlar 23 Eylül’de Nature dergisinde yayımlandı.
Singapur Ulusal Üniversitesi bünyesindeki Kuantum Teknolojileri Merkezi’nden (CQT) Doç. Dr. Murray Barrett liderliğindeki ekip, birbirinden bağımsız iki lutesyum saati kurdu. Her iki saatin belirsizliği yaklaşık 1 × 10−19 olarak hesaplandı. Bu, bugüne kadar herhangi bir optik atom saati için bildirilen en düşük değer.
10−19 ne demek?
10−19 düzeyinde bir belirsizlik, saatin evrenin yaşı (yaklaşık 13,8 milyar yıl) boyunca çalışsa bile bir saniyeden çok daha az sapacağı anlamına geliyor. Ancak bu saatlerin asıl önemi saati göstermeleri değil, frekansı olağanüstü bir hassasiyetle ölçebilmeleri.
Einstein’ın genel görelilik kuramına göre yer çekimi zamanı yavaşlatır: Yere daha yakın bir saat, birkaç santimetre yukarıdaki bir saatten biraz daha yavaş işler. 10−19 hassasiyetindeki saatler, milimetre düzeyindeki yükseklik farklarını bile bu etkiyle algılayabilir. Bu da onları yer bilimlerinde, örneğin deniz seviyesi ya da yer kabuğu hareketlerinin izlenmesinde güçlü birer araç hâline getiriyor.
İki saat yan yana: 12 günlük sınav
Bir saatin doğruluğunu kanıtlamanın en güvenilir yolu, onu bağımsız olarak kurulmuş ikinci bir saatle karşılaştırmaktır. Ekip, iki lutesyum saatini 12 güne yayılan ve toplam yaklaşık 200 saat süren ölçümlerle karşılaştırdı. Bunun için “korelasyon spektroskopisi” adlı bir yöntem kullanıldı; bu yöntem, iki saatin ortak kullandığı lazerden gelen gürültünün sonucu bozmasını engelliyor.
Sonuçta iki saatin frekansları arasında ölçülebilir bir fark bulunmadı; karşılaştırmanın belirsizliği yalnızca 5,7 × 10−19. Bu, iki atom saati arasında bugüne kadar yapılmış en hassas karşılaştırma.
Neden lutesyum?
Optik atom saatleri, atomların ya da iyonların belirli bir enerji geçişinde soğurduğu ışığın frekansını “sarkaç” olarak kullanır. Lutesyum iyonunun (176Lu+) saat geçişi, sıcaklık ve manyetik alan değişimlerinden neredeyse hiç etkilenmiyor. Barrett’e göre bu sayede saat, Dünya’nın en sıcak yeri olan Ölüm Vadisi’nde de, Antarktika’nın en soğuk platosunda da aynı doğrulukla çalışabilir. Bu özellik, laboratuvar dışına taşınabilecek saatler için büyük bir avantaj.
Saniyenin yeniden tanımlanmasına bir adım daha
Bugün saniye, sezyum atomunun mikrodalga bölgesindeki bir geçişine göre tanımlanıyor. Optik saatler ise sezyum saatlerinden yaklaşık yüz kat daha iyi performans gösterdiği için uluslararası ölçüm topluluğu, saniyenin 2030 ya da sonrasında optik bir geçişle yeniden tanımlanmasını tartışıyor. Ancak bunun için yalnızca tek tek saatlerin değil, farklı ülkelerdeki laboratuvarların saatlerinin de birbiriyle aynı hassasiyette uyuşması gerekiyor.
Singapur ekibinin iki saati aynı laboratuvarda bulunduğu için bu sonuç, tek başına yeni bir tanım için yeterli değil. Araştırmacılar bir sonraki adımda düzeneği küçültüp taşınabilir hâle getirmeyi ve dünyanın önde gelen diğer atom saatleriyle karşılaştırmayı hedefliyor.
Atom ve çekirdek saatleri hakkında daha fazlası için: Nükleer Saatler Nedir?
Kaynak: K. J. Arnold ve ark., “Lu+ optical frequency references with accuracy verified at the 19th digit”, Nature (2026). doi:10.1038/s41586-026-11072-8; Centre for Quantum Technologies basın duyurusu. Öne çıkan görsel: Centre for Quantum Technologies (CQT).
