On optik saat, altı ülke ve tek bir amaç: Zamanı yeniden tanımlamak!

Avrupa’dan altı farklı ülkenin bilim insanları, vakti bugüne kadar görülmemiş bir hassasiyetle ölçmek gayesiyle yürütülen değerli bir projede bir ortaya geldi. Takım, son derece hassas çalışan on optik saati eş vakitli olarak karşılaştırarak bu alanda şimdiye dek gerçekleştirilen en büyük çaplı deneylerden birine imza attı.

Atom saatlerinin daha gelişmiş bir versiyonu olan optik saatler, atomların güç düzeyleri ortasında gerçekleşen geçişleri lazerle ölçerek vakti belirliyor. Bu sayede, klasik sezyum saatlerine kıyasla çok daha kesin sonuçlar verebiliyorlar. Teorik olarak bu saatler, milyarlarca yıl çalışsalar bile sadece bir saniyelik sapma gösteriyor.

Yapılan deneyde, optik saatler ortasında toplam 38 frekans oranı ölçümü yapıldı. Bu ölçümlerden dördü daha evvel hiç denenmemişti; birçok ölçüm ise bugüne kadar elde edilen en yüksek hassasiyet seviyesini yakaladı. Bu çalışma, gelecekte vakti tanımlamak için kullanılacak standartların optik saatler lehine değişebileceğine dair güçlü bir işaret olarak görülüyor.

İngiltere Ulusal Fizik Laboratuvarı’ndan Helen Margolis, bu cins saatlerin sadece bilimsel değil, günlük ömür açısından da büyük değer taşıdığına dikkat çekiyor: “Bu hassas zaman sinyalleri, GPS sistemlerinden finansal işlemlerin eşzamanlı yürütülmesine kadar pek çok alanda kritik rol oynuyor.”

Ancak saatleri birbirine bağlamak, sanıldığı kadar kolay olmadı. Araştırmacılar, saatler ortasında ilişki kurmak için iki sistem kullandı: GPS sinyalleri ve özel olarak döşenen optik fiber çizgiler. GPS sinyalleri her saatin pozisyonuna ulaşabilse de, sinyaldeki bozulmalar nedeniyle istenen hassasiyet elde edilemedi. Buna karşılık, Fransa, Almanya ve İtalya’daki laboratuvarlar ortasında kurulan optik fiber hatlar, daha kısa uzaklıklarda çalışabilmelerine karşın çok daha düşük belirsizlikle ölçüm yapılmasına imkan tanıdı. Birebir binada bulunan saatler ise kısa fiber kablolarla birbirine bağlanarak daha da hassas sonuçlar verdi.

Çalışmanın yayımlandığı bilimsel mecmua Optica’da yer alan bilgilere nazaran, araştırmacılar yalnızca saatlerin uyumluluğunu değil, tıpkı vakitte farklı sistemler ortasında ortaya çıkan frekans farklılıklarını da inceledi. Bu sayede, potansiyel uyumsuzluklar ve tekrarlayan örüntüler tespit edilmeye çalışıldı. İtalya Ulusal Metroloji Enstitüsü’nden Marco Pizzocaro’ya nazaran bu deney, optik saatlerin memleketler arası vakit standartlarına dahil edilebilmesi için gerekli güvenilirliğe ne kadar yaklaşıldığını ortaya koyuyor.

Projede yer alan bilim insanları, bu çok uluslu sistemi “dağıtılmış bir laboratuvar” üzere tanımlıyor. Yani sırf vakit ölçümü değil, birebir vakitte cihanın karanlık hususu üzere daha temel bilimsel sorulara da cevap aramada kullanılabilecek bir altyapı oluşmuş durumda.

Saatlerin senkronize edilmesi ve ölçümlerin yürütülmesi önemli bir hazırlık gerektirdi. NPL’den Rachel Godun, tüm sonuçların beklendiği üzere çıkmadığını fakat bu büyüklükte bir sistemde problemleri tespit etmenin daha kolay olduğunu belirtti. “Bazı tutarsızlıklarla karşılaştık” diyen Godun, kullanılan farklı ilişki sistemlerinin bu sıkıntıların kaynağını anlamada büyük katkı sağladığını tabir etti.

Araştırmacılar, bu teknolojinin daha da gelişmesiyle birlikte, gelecekte vakti tanımlamak için kullanılan resmi saatlerin optik saatlere geçmesi ihtimalini gerçekçi buluyor. Finlandiya’daki VTT MIKES’ten Thomas Lindvall, bu cins koordineli ölçümlerin tutarlılığı artırdığını ve daha sağlam sonuçlar alınmasını sağladığını vurguluyor.