Bilim İnsanları Tarihin En Keskin Lazerini Üretti!

Daha keskin lazerler demek, daha hassas çalışmalar yapabilmek demek ve 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. Biz henüz her ne kadar yalnızca spesifik bir dalga boyunda yayılan lazer keşfedememiş olsak da, artık buna hiç olmadığımız kadar yakınız.

Almanya Ulusal Metroloji Enstitüsü araştırmacıları, yeni lazerin yararlı olabileceğini kanıtlayacak yollardan birisi de zaman standardımızı korumaktır diyor.

Araştırmacılardan biri olan Thomas Legero çalışma hakkında şöyle söylüyor: "Lazerin hat genişliği küçüldükçe, optik saatlerdeki atom frekansı ölçümü daha sağlıklı hale gelir" ve sözüne şunları da ekliyor: "Bu yeni lazer, kararlı bir şekilde saatlerimizin hassaslığını 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 ediyor. Yani, şu anda bilim insanlarını uğraştıran şey, o aynaları olabilecek en kararlı şekilde tutmak.

Bu; basınç değişimlerinden, ses ve sismik dalgalardaki titreşimden ve sıcaklık dalgalanmalarından gelen paraziti kaldırmak anlamına geliyor.

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 olduğunu gördüler.

Bu süre, ışığın Ay'a gitmesi ve gelmesinde geçen sürenin neredeyse 5 katı.

Eğer lazer derin uzay yolculuklarımızdaki radyo iletişimini geliştirmemize yardım edecekse, çok daha uzun süre kararlı kalması gerekiyor. Ekip, hat genişliğini daha da azaltmaya, belki 1 milihertz'in altına düşürmekte kararlı.

Araştırmacılar aslında bu lazerden 2 tane ürettiler. Çünkü daha önce kimse bu keskinlikte bir lazer üretmedi ve bu lazerin ölçümlerini doğrulayabilmek için, aynı lazerden bir taneye daha ihtiyaç var.

Şimdilik, lazerler optik atom saatlerinin kalitesini yükseltmek ve süpersoğuk atomları daha yüksek bir kesinlikle gözlemlemekte kullanılıyor.

Gelecekte, 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.

Not: Bu çalışma Physical Review Letters'da yayınlandı.

Çeviren: Ege Can KARANFİL


Referanslar

  1. ScienceAlert, "Scientists Have Built The Sharpest Laser in History"
    <http://www.sciencealert.com/scientists-have-built-the-sharpest-laser-in-history>

Ege Can Karanfil

Ortadoğu Teknik Üniversitesi Fizik Bölümü öğrencisi. İlgi duyduğu diğer alanlar: Evrimsel biyoloji ve Matematik. Boş vakitlerinde amatör müzik ile ilgileniyor.

Ege Can Karanfil 23 makale yazdıEge Can Karanfil tarafından yazılan tüm makaleleri gör