Toryum 229 izotopu ile çalışan ilk nükleer saat çalıştırıldı
Öne çıkanlar
- 148,4 nanometre vakum-morötesi lazer, toryum 229 çekirdeğinin dar bantlı geçişine başarıyla kilitlendi.
- Nükleer saat, fototüp tabanlı soğurma okumasıyla 5×10^-13 frekans kararsızlığı değerini yakaladı.
- İki farklı kristaldeki saat geçiş frekansları 10^-13 bağıl hata düzeyinde birbiriyle örtüştü.
Araştırmacılar, toryum 229 (229Th) çekirdeğindeki düşük enerjili izomerik geçişe kilitlenen katı hâl tabanlı bir nükleer saati çalıştırdı. Çalışmada, kalsiyum florür kristalleri içine yerleştirilen toryum çekirdekleri, 148,4 nanometre dalga boyundaki sürekli dalga vakum-morötesi lazer ile uyarıldı. Frekans modülasyonlu soğurma spektroskopisi ve fototüp tabanlı algılama mimarisi kullanılarak nükleer geçiş bir frekans ayrımcısına dönüştürüldü ve optik geri besleme döngüsü başarıyla kapatıldı.
Sistemde kadmiyum buharında dört dalga karışımı yöntemiyle üretilen 10 mikrovatlık vakum-morötesi ışık kaynağı kullanıldı. Yalnızca 1,4 mikrogram toryum içeren çözeltiden sıcaklık gradyanı tekniğiyle büyütülen TS1 kristali, yüksek optik geçirgenliği sayesinde algılama sinyal kalitesini belirgin biçimde artırdı. Sistemin frekans kararsızlığı tau ortalama alma süresine bağlı olarak 5×10^-13 seviyesine ulaştı ve ölçülen zaman aralığında 10^-15 mertebesine kadar geriledi.
Bağımsız üretilen iki farklı kristal arasındaki geçiş frekansı farkı 10^-13 bağıl doğruluk seviyesinde ölçüldü ve daha önceki optik frekans tarağı verileriyle tam uyum sağladı. Sıcaklık dalgalanmaları ve ortam manyetik alanları çok katmanlı kalkanlarla kontrol altında tutularak sistematik frekans kaymaları bastırıldı. Elde edilen sonuçlar, lazerle kontrol edilen atom çekirdeklerinin kararlı birincil frekans referansı olarak kullanılabileceğini kanıtladı.
Bu özet yapay zekâ ile hazırlanmıştır; ayrıntılar ve doğrulama için orijinal kaynağa başvurun.