Atom saatleri, frekans standardı olarak atomlar tarafından yayılan fotonların frekanslarını kullanan saatlerdir. Bu saatler günümüzün en hassas zaman ölçme aletleridir.

İlk atom saati, 1949 yılında Amerikan Ulusal Standart ve Teknoloji Enstitüsü'nde geliştirilmiştir. İlk atom saati mikrodalga lazeri içeriyordu ve bu cihazın hassasiyeti oldukça düşüktü. Ancak zaman içerisinde düşük sıcaklıklarda çalışabilen stronsiyum atom saatleri gibi çok daha hassas atom saatleri geliştirildi.

^{Atom Saati" görseli (Kaynak: Tübitak Bilim Genç, "Atom Saatleri" )}

Atom Saatlerinin Çalışma Prensibi

Atom saatleri, belirli enerji seviyelerinde bulunurlar ve enerji soğurarak ya da enerji yayarak bu seviyeler arasında geçiş yaparlar. Atom saatleri, frekans standardı olarak atomlar tarafından yayılan fotonların frekanslarını kullanarak çalışırlar.

Birçok atom ve molekül atom saatlerinde kullanılabilirler. En yaygın kullanılan atomlar sezyum, rubidyum ve hidrojendir. Bu atomların kullanımındaki fark enerji seviyesindeki değişiklikleri tespit etme araçlarıdır. 1967 yılından beri sezyum-133 atomlarının iki enerji seviyesi arasındaki geçiş frekansı 9.192.631.770 Hz olarak tanımlanıyor.

Yerli ve Milli Atom Saatimiz

TÜBİTAK Ulusal Metroloji Enstitüsü (UME) tarafından konumlama uydularında kullanılmak üzere yerli ve milli atom saati geliştirildi.

TÜBİTAK UME Zaman-Frekans ve Dalgaboyu Laboratuvarında konumlama uydularında kullanılmak üzere yerli imkanlarla geliştirilen atom saatinde rubidyum atomlarından yararlanıldı.

^{"Rubidyum Tabanlı Atom Saati" görseli. Kaynak: Tübitak Bilim Genç, "Uydular İçin Yerli Atom Saati Üretildi}

En Hassas Atom Saati

ABD' deki Ulusal Standartlar ve Teknolojiler Enstitüsü'nde (NIST) çalışan Andrew Ludlow ve ekibi en hassas atom saatini ürettiler. En hassas atom saatinde iterbiyum atomları kullanılıyor. En son üretilmiş olan iterbiyum saatinde yeni bir ısı kalkanı kullanılarak iterbiyum atomları çevresel etkenlerden daha korunaklı hale getirilmiştir.

Atom Saatlerinin Kullanım Alanları

Atom saatlerinden çeşitli teknolojilerde ve bilimsel çalışmalarda yararlanılır. Örneğin konum belirlemek için kullanılan GPS uydularında hassas atom saatleri vardır. Bunun yanı sıra başta görelilik kuramı olmak üzere hassas bir biçimde ölçülmesi gerekli olan bilimsel çalışmalarda da atom saatleri kullanılır.

Atom saatlerinin gelecekte Dünya'nın şeklinde meydana gelen değişiklikleri hassas bir biçimde belirlemek amacıyla da kullanılması planlanıyor.