Bilim İnsanları Tarihin En Keskin Lazerini Üretti!

Daha keskin lazerler, daha hassas çalışmalar yapabilmek demektir. Geçtiğimiz günlerde bilim insanları lazerlerin keskinliği konusunda yeni bir rekora imza atarak hat genişliği yalnızca 0.01 Hertz olan bir lazer ürettiler.

Hat genişliği, bir elektromanyetik dalganın optik tayfta kapladığı alanın büyüklüğünü ifade eder. Henüz yalnızca spesifik bir dalga boyunda yayılan bir lazer keşfedememiş olsak da artık buna hiç olmadığımız kadar yakınız. Almanya Ulusal Metroloji Enstitüsü araştırmacıları, yeni lazerin yararlı olabileceğini kanıtlayacak yollardan birisinin de zaman standardımızı korumak olduğunu söylüyor. Araştırmacılardan biri olan Thomas Legero, çalışma hakkında şöyle söylüyor:

Lazerin hat genişliği küçüldükçe, optik saatlerdeki atom frekansı ölçümü daha sağlıklı hale gelir. Bu yeni lazer, saatlerimizin hassaslığını büyük ölçüde artıracak.

Neredeyse 10 yıllık bir çalışmanın ardından araştırmacılar, Fabry-Pérot silikon rezonatörü (ışığın dalga boyunu çift koni içinde birbiriyle karşı karşıya yerleştirilmiş iki ayna yoluyla kontrol eden bir cihaz) yardımıyla, yeni bir rekor kırdılar.

Bu aynalar arasındaki boşluğun genişliği ve daha önemlisi kararlılığı, içindeki lazerin hat genişliğini kontrol ediyordu. Yani bilim insanlarını en çok uğraştıran şey, aynaları olabilecek en kararlı şekilde tutmaktı. Bu da basınç değişimlerinden, ses ve sismik dalgalardaki titreşimden ve sıcaklık dalgalanmalarından gelen paraziti kaldırmak anlamına geliyordu.

Araştırmanın gerektirdiği son görev ise, rezonatörün içindeki atomların termal hareketini, yani tüm maddelerde gerçekleşen Brown hareketini minimuma indirmekti. Bunu yapmak için rezonatör tek kristalli silikondan yapıldı ve sıcaklığı -150°C'ye düşürüldü. Tüm bu çalışmanın sonucunda, Dünya'nın en keskin lazeri doğdu!

Araştırmacılar, lazer dalgalarının saniyede 200 trilyon defa titreştiğini ve senkronizasyon bozulmadan tam 11 saniye boyunca kararlı kaldığını gördüler. Bu süre, ışığın Ay'a gitmesi ve gelmesi için geçen sürenin neredeyse 5 katı ediyor.

Ancak eğer bu lazer derin uzay yolculuklarımızdaki radyo iletişimini geliştirmemize yardım edecekse çok daha uzun süre kararlı kalması gerekiyor. Ekip, hat genişliğini daha da azaltmaya, belki 1 millihertz altına düşürmekte kararlı.

Aslında, araştırmacılar bu lazerden 2 tane ürettiler. Çünkü daha önce kimse bu keskinlikte bir lazer üretmemişti ve lazerin ölçümlerini doğrulayabilmek için aynı lazerden bir taneye daha ihtiyaç vardı.

Şimdilik, lazerler optik atom saatlerinin kalitesini yükseltmek ve süper soğuk atomları daha yüksek bir kesinlikle gözlemlemekte kullanılıyor. Gelecekte ise lazerler sayesinde elektromanyetik dalgaları daha kesin ölçümlerle gözlemleyebilir, hatta belki Genel Görelilik Teorisini test edebiliriz.

Yıllar süren bir çalışmanın ardından, süper keskin lazer bize zorlu çalışmaların gerçekten başarılı olduğunu gösteriyor. Bu teknolojinin zamanla gelişimini görmek için sabırsızlanıyoruz.