Super dəqiq atom saatı yaradıldı

Yaponiyalı fiziklər nadir torpaq elementi olan itterbium əsasında ifrat dəqiqliyə malik atom saatı hazırlayıblar.

Publika.az xəbər verir ki, bu cihaz fizikanın Standart Modelinin sərhədlərini yoxlamağa və hətta qaranlıq maddənin axtarışına kömək edə bilər.

Tədqiqat "Nature Photonics" jurnalında dərc olunub və fundamental fizika, eləcə də qaranlıq maddənin təbiəti haqqında anlayışımızı genişləndirə biləcək yeni təcrübələr üçün əsas yaradır.

Layihəyə Kioto Universitetinin Ali Elmlər Məktəbinin doktoru Tayki İsiyama rəhbərlik edib. Tədqiqatçılar atomların uzun müddət perspektivli hesab edilən, lakin dəqiq ölçülməsi hədsiz dərəcədə çətin olan nadir orbital keçidindən istifadə ediblər.

Atom saatı zamanı atomun iki enerji səviyyəsi arasında elektronların keçidi ilə ölçür; ənənəvi olaraq bu prosesdə sezium-133-dən istifadə olunur. Bu keçidlər son dərəcə sabit tezliklərdə baş verir ki, bu da onları dünyanın ən dəqiq saatı edir. Yeni saatda atomlar lazer şüalarının kəsişməsi nəticəsində yaranan optik şəbəkədə saxlanılır ki, bu da saniyədə yüz trilyonlarla rəqsi ölçməyə imkan verir.

İtterbium atomlarında daxili elektronla baş verən nadir orbital keçidin tətbiqi sistemin həssaslığını əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Bu, zəif fiziki effektləri, o cümlədən qaranlıq maddənin və ya naməlum hissəciklərin izlərini aşkar etməyə imkan yaradır. İndiyədək atomları saxlayan lazerlərin təsiri səbəbindən belə keçidlərin ölçülməsi daha az dəqiq idi.

İsiyamanın komandası itterbium atomlarını üçölçülü optik şəbəkədə yerləşdirmək üçün "sehrli dalğa uzunluğu" metodundan istifadə edərək arzuolunmaz enerji səviyyəsi sürüşmələrini aradan qaldırıb. Yüksək stabilliyə malik oyanma lazeri ilə birlikdə bu, onlara cəmi 80 Hz spektral xətt genişliyinə nail olmağa imkan verib ki, bu da əvvəlki nəticələrdən təxminən 100 dəfə daha dəqiqdir. Bu nailiyyət sistemi müasir dövrün ən yüksək səviyyəli optik saatlarına yaxınlaşdırıb.

Alimlər itterbiumun müxtəlif izotopları arasında keçid tezliyinin necə dəyişdiyini izləyərək izotopik sürüşmələri ölçüblər. Ölçmələrin dəqiqliyi bir milyardda bir hissəyə çatıb. Bu, Standart Model kənarında elektronlar və neytronlar arasında qarşılıqlı təsirə vasitəçilik edə bilən yeni bozonların axtarışı, həmçinin atom və nüvə davranış modellərinin təkmilləşdirilməsi üçün yeni qapılar açıb.

Nəticələr göstərib ki, daxili keçidlər artıq yüksək dəqiqliklə idarə oluna bilər. Bu isə sözügedən saatı kvant təcrübələri və yeni fiziki hadisələrin öyrənilməsi üçün güclü bir alətə çevirir.

Hüseyn İbadlı