Titreşen atomlardan sallanan sarkaçlara kadar her saat, zamanı korumak için güvenilir, yinelenen olaylara dayanır. Bir atomun elektronunun uyarılmış durumdan yer durumuna geçişi (deeksitasyon) sırasında salınan fotonun frekansı, bir atom saatinin kaç tik attığını belirler.
Araştırmacılar alternatif olarak, bu türden en iyi saatin hassasiyetini aşmak için bir atomun çekirdeğinin uyarılmasıyla yayılan fotonu kullanarak tik sayısını tanımlamak istemektedir. Nükleer saat için muhtemel bir aday olan toryum-229’un ultraviyole ışığa maruz kaldığında böyle bir geçişe uğrayabileceği yakın zamanda gösterilmiştir.
Bu başarının ikinci örneği UCLA’dan Ricky Elwell ve meslektaşları tarafından rapor edildi. Araştırmacılar, daha doğru bir gösterim sağlamak için, önceki grubun sahip olduğundan daha fazla olarak uyarılmış nükleer durumun enerjisini de tespit ettiler.
Toryum-229’un uyarılmış nükleer hallerinden biri, bilinen tüm uyarılmış nükleer haller arasında en düşük enerjiye sahip olduğundan, metrolojide yüksek bir statüye sahiptir. Ayrıca, bu durum düzenlenmiş erişime izin verecek kadar uzun sürmektedir. Toryum-229’un bu uyarılmış nükleer halini manipüle etmek için ışık kullanmaya yönelik ilk başarılı girişim yakın zamanda araştırmacılar tarafından açıklanmıştır. Bu durumun uyarılma enerjisi de ölçüldü ve sonuç 8.35574 eV oldu.
Hem önceki sonuç hem de bu sonuç, ilk kez on yıldan uzun bir süre önce UCLA ekibinin bazı üyeleri tarafından ortaya atılan bir kavram olan toryum-229 katkılı kristalleri tutan aparatların kullanılmasıyla elde edildi.
Elwell ve meslektaşları çalışmalarında toryum-229’un uyarılmış nükleer halinin 8.355733 eV’lik bir uyarılma enerjisine sahip olduğunu belirledi ki bu, farklı bir kristal kullanılarak yapılan önceki ölçümden daha doğru bir rakam.
Ayrıca, gelecekteki nükleer saatler için çok önemli bir bulgu, ana kristalin zaman zaman toryum-229 nükleer geçişini zayıflatabileceğidir.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v17/s75
