Colorado eyaletinde kurulu laboratuvarda geliştirilen NIST-F4, saniyeyi tanımlayan temel referanslardan biri olmaya aday.
Enstitü, bu ay itibarıyla saati Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu’na (BIPM) birincil frekans standardı olarak tescil edilmesi için sundu.
Atom titreşimiyle işleyen saat
NIST-F4, sıradan mekanik ya da dijital saatlerden farklı olarak zamanı, sezyum atomlarının doğal titreşimlerine göre ölçüyor.
Bu atomlar lazerle mutlak sıfır noktasına yakın sıcaklıklara kadar soğutuluyor ve ardından fıskiye benzeri bir hareketle yukarı doğru fırlatılıyor.
Atomlar düşerken mikrodalga ışınımından geçiyor ve belirli bir frekansta enerji seviyeleri değişiyor. İşte bu enerji geçişleri, saatin “tik”lerini oluşturuyor.
Bu tikler saniyede tam 9.192.631.770 kez gerçekleşiyor.
İnternet, GPS ve finans sistemi bu saatlere bağlı
NIST Zaman ve Frekans Bölümü Başkanı Liz Donley’e göre, bu tür atom saatleri yalnızca saatleri değil, milyarlarca dolarlık finans işlemlerinden GPS uydularına kadar pek çok kritik sistemi düzenliyor.
Donley, “Her gün milyarlarca kez kullanılan zaman sinyalleri, elektronik işlemlerin hassas zaman damgaları için hayati önem taşıyor” dedi.
NIST-F4, Amerika’nın resmi zaman standardı olan UTC(NIST)’i yönlendiren sistemlerden biri olarak görev yapacak. Aynı zamanda küresel saat standardı olan Eşgüdümlü Evrensel Zaman (UTC) sistemine katkı sağlayacak.
Yıllar süren çalışma
Yeni nesil saat, 1990’lı yıllarda geliştirilen NIST-F1’in devamı niteliğinde. Ancak 2016’daki bir taşınma sonrası eski saatin performansında düşüş yaşanınca, bilim insanları cihazın kalbini oluşturan mikrodalga boşluğunu sıfırdan inşa etmeye karar verdi.
Geliştirilen sistem, bir insan saç telinin beşte biri hassasiyetle ölçümler yapabiliyor.
Fizikçi Vladislav Gerginov, “Bir fıskiye saatini değerlendirmek oldukça yavaş bir süreç çünkü hata payına neredeyse hiç yer yok” diye konuştu.
Yeni saat şu an itibarıyla NIST-F3 ile eş zamanlı çalışıyor. Böylece her zaman en az bir fıskiye saati aktif durumda tutuluyor.
NIST yetkilileri, NIST-F4’ün başarıya ulaşmasıyla birlikte, ABD’nin frekans standardı konusundaki küresel liderliğini pekiştirdiğini vurguluyor.