Fizikçiler neredeyse 50 yıldır atom çekirdeği üzerine kurulu bir saatin hayalini kuruyor. Şimdi biri Viyana'da, diğeri Pekin'de çalışan iki ekip, bu saatin çalışan sürümlerini bağımsız olarak inşa etti ve sonuçlarını Nature dergisinde yayımlanan makalelerle duyurdu.
Yeni cihazlar, sezyum ve stronsiyum temelli atom saatlerinin yaptığı gibi bir atomun kabuğundaki elektronların enerji seviyeleri arasındaki sıçramalarını saymak yerine, toryum-229 çekirdeğinin içindeki proton ve nötronların enerji seviyelerini izliyor. Çekirdek, çevresindeki elektron bulutundan çok daha küçük olduğu için geçişleri kaçak elektrik ve manyetik alanlardan çok daha az etkileniyor — bu da teorik olarak daha hassas bir zaman tutucunun reçetesi.
Her iki ekip de toryum-229'u kalsiyum florür kristallerine hapsederek 148 nanometrelik nükleer geçişi vakum-ultraviyole lazerlerle uyardı. Farklı deneysel yaklaşımlar kullanmalarına rağmen çalışan saatlere aynı anda ulaştılar. Pekin ekibinin eş lideri, Tsinghua Üniversitesi'nden fizikçi Shiqian Ding, 'Bence bu çok cesaret verici, çünkü konseptin sağlam olduğunu ve tek bir teknik uygulamaya bağlı olmadığını gösteriyor' dedi.
Nükleer saatler henüz milyarlarca yılda bir saniye kaybeden ya da kazanan en iyi geleneksel atom saatlerini geride bırakmıyor. Fikri 2008'den beri kovalayan TU Wien'den Thorsten Schumm, mevcut cihazı 'hedef performansından çok uzak' diye nitelendirdi; ancak iki tasarımın birbirini tamamladığını belirtti: Viyana'nın kristalleri daha yüksek toryum yoğunluğuna ve daha iyi optik özelliklere sahipken, Pekin'in lazeri daha güçlü.
Ödüller hem pratik hem de temel bilimsel. Aşırı hassas saatler uydu navigasyonunun, veri ağlarının senkronizasyonunun ve metrolojinin temelini oluşturuyor. Bir nükleer saat, bugünkü cihazlardan daha küçük ve daha dayanıklı inşa edilebilir. Hassasiyeti onu temel fizik için bir araca dönüştürüyor: Viyana ekibi saatini karanlık madde arayışında kullandı. Deney karanlık madde bulamadı, ancak saat en iyi atom saatleri düzeyinde performans gösterdi — fizikçilerin 'tamamen yeni bir fizik evrenine erişim' sağladığını söylediği bir cihaz için umut verici bir işaret.
