Joachim Ullrich, Braunschweig'deki Physikalisch-Technische Bundesanstalt'ın Başkanıdır. Burası, dünyanın en hassas saatleri arasında yer alan saatlerin çalıştığı yerdir. Fizikçi bir röportajda bunların nasıl çalıştığını, evrensel zamanın neyle ilgili olduğunu ve ondalık virgülün arkasına bir ila on altı basamak koymanın ne işe yaradığını açıklıyor.
otomasyonda trendler: Profesör Ullrich, Physikalisch-Technische Bundesanstalt, hassas saatleriyle tanınır ve bu şekilde bakıldığında, bir zaman otoritesi. Ama aslında zaman nedir?
Prof.Dr. Joachim H. Ullrich: Bu çok karmaşık bir soru. Biz fizikçiler bunu kendimiz için kolaylaştırırız ve zamanı, örneğin dünyanın dönüşü veya bir sarkaç gibi öngörülebilir, yinelenen süreçleri kullanarak tanımlarız. Bu çok pragmatik tanım, Nobel ödüllü ve PTB küratörü Albert Einstein tarafından zaten verildi. Ondan sonra zaman, saatte okuduğunuz şeydir. Ancak Einstein'dan beri zamanın göreceli olduğunu da biliyoruz, örneğin hareket halindeyken veya bir yerçekimi alanındayken daha yavaş akıyor. İnsanın zaman algısı da görecelidir. Yine özgürce Einstein'a dayanarak: İyi bir kızla birlikte iki dakika çok kısa görünüyor, sıcak bir ocakta iki dakika ise sonsuz uzun gelebilir.
Buna ek olarak, birçok açık soru vardır, örneğin zamanın bir başlangıcı veya sonu olup olmadığı ve insan algısında şimdinin gerçekte ne kadar sürdüğü. Biyolojik saat ve zamanla ilgili kültürel özellikler de bilimde son derece ilginç, güncel konulardır.
otomasyonda trendler: Atom saatleri için pratik uygulamalar var mı?
Ullrich: atomik saatler, örneğin, Amerikan GPS sistemi veya Rus GLONASS için konum uydularında ve ayrıca Avrupa Galileo'nun ilk uyduları için işliyor. Bu sistemler, uydu ve dünya arasındaki sinyal yayılma sürelerini kullanarak konumları belirler ve bu nedenle çok kesin zaman bilgisine ihtiyaç duyar. Jeodezi uzmanları da yakında uzayda saatlerle ölçüm yapmak isteyecekler. Bu, iki uydunun göreceli konumunun yüksek hassasiyetle ölçülmesine ve değişikliklerine dayanarak, dünyanın yerçekimi alanı hakkında sonuçlar çıkarılmasına ve böylece tamamen haritalanmasına olanak tanır. Dünya üzerinde yapılan benzer ölçümler ve hatta daha hassas saatlerle gelecekte farklı kütle dağılımları bile tespit edilebilir ve böylece maden kaynakları izlenebilirdi. Şu anda Leibniz Universität Hannover'deki QUEST mükemmellik kümesindeki birçok araştırmacıyla birlikte bu tür konular üzerinde çalışıyoruz.
otomasyonda trendler: Uydulardaki saatler, PTB'deki atom saatleri ile aynı karmaşık yapıya sahip mi?
Ullrich: Aynı prensipte çalışırlar, ancak kesinlikle biraz daha kompakttırlar ve tam olarak kesin olmaları gerekmez. Önceki sinyal iletimi yine de küçük sapmalara neden oldu. Bu günlerde birçok amaç için kolayca atomik saatler satın alabilirsiniz. Dünyadaki uygulamalar için maliyeti birkaç 100 € ile 100.000 € arasındadır - uydu uygulamaları için önemli ölçüde daha pahalıdırlar - ve gelişmiş teknoloji sayesinde genellikle uzun yıllar bakım gerektirmeden çalışırlar.
İlk elden bilgi: Prof. Dr. Joachim H. Ullrich ile röportaj.
otomasyonda trendler: Teknolojinin olgun kabul edildiğini söylüyorsunuz. Buradaki PTB'deki gibi bir atom saati yine de başarısız olabilir mi?
Ullrich: Prensip olarak bu elbette mümkün, ancak rezervlerimiz var. Yalnızca PTB'de, dünya saatine katkımız olarak dört ana atom saati işliyor. Ve örneğin, Frankfurt yakınlarındaki Mainflingen'de uzun dalgalı bir verici aracılığıyla gönderilen radyo saatleri için zaman sağlamak için, sahada PTB saatleriyle düzenli olarak karşılaştırılan üç atom saati daha var.
Otomasyondaki trendler: Tüm dünyada saatlerin doğru çalışmasını nasıl sağlıyorsunuz?
Ullrich: Daha önce de belirtildiği gibi, 24 zaman dilimi için geçerli olan ve dünya çapında yaklaşık 400 atom saati tarafından belirlenen dünya saati vardır. Saatler birbirleriyle karşılaştırılarak ortalama bir değer oluşturulur. Daha az doğru saatler, daha doğru saatlerden daha az ağırlıklıdır. Son olarak, bu değerin PTB'deki atom saatlerimizi de içeren dünyadaki en iyi saatlere karşılık gelip gelmediği kontrol edilir. Bu şekilde belirlenen değerler, 1875 yılından bu yana Fransa, Paris yakınlarındaki Sevr'de bulunan Meter Convention'ın uluslararası bürosu BIPM tarafından dünya saati olarak yayınlanmaktadır. Bu şu anda ayda bir oluyor. Tüm atomik saatlerin bir irtifa ile ilişkili olması da önemlidir, çünkü Einstein'a göre zaman da yerçekimi alanına bağlıdır.
otomasyonda trendler: Bu tür yeni gelişmelerde uluslararası ortaklarla işbirliği nasıl bir rol oynuyor?
Ullrich: Biz metrologlar, 1875'te imzalanan sayaç sözleşmesinin imzalanmasından bu yana uluslararası olarak çok yakın ve yapıcı bir şekilde birlikte çalışıyoruz, ki bunu çok hoş buluyorum. Ama tabii rekabet de var. Günün sonunda herkes en iyi saati ister. Bunda oldukça başarılıyız. Çeşme atom saatlerimiz dünyanın en hassas saatleri arasındadır. Ve optik saatler alanında, şu anda ABD'deki ortak enstitümüz olan Ulusal Standart ve Teknoloji Enstitüsü veya kısaca NIST ile dostane bir kafa kafaya yarış içindeyiz.
Otomasyondaki trendler: konuyu çok yoğun bir şekilde işliyorsunuz. Bu aynı zamanda zamanla olan kişisel ilişkinizi de etkiliyor mu?
Ullrich: Zamanı son derece değerli bir varlık olarak görüyorum. Bu yüzden en iyi şekilde yararlanmaya çalışıyorum. Örneğin, mümkünse bloklar halinde yoğun konsantrasyon gerektiren farklı görevler üzerinde çalışıyorum ve sonra kesintiye uğramaktan hoşlanmıyorum çünkü tekrar tekrar başlamanız gerektiğinde işi son derece verimsiz hale getiriyor. Bu nedenle, genellikle sabahın erken saatlerinde veya hafta sonları bu tür çalışma aşamalarında kendimi cep telefonlarından ve internetten nispeten bağımsız hale getiriyorum.
En zor kısım, çalışma zamanını aile zamanıyla dengelemektir. Bu muhtemelen işimi yapmaktan çok zevk almamdan ve çoğu zaman onu iş olarak görmememden de kaynaklanıyor. Sonra zaten zamanı unutuyorum.
Joachim Ullrich, 2012'den beri Almanya'nın ulusal metroloji enstitüsü Braunschweig'deki Physikalisch-Technische Bundesanstalt'ın Başkanıdır. Bundan önce, Heidelberg'deki Max Planck Nükleer Fizik Enstitüsü'nün direktörlüğünü yaptı ve burada “Deneysel Çok Parçacıklı Kuantum Dinamiği” bölümüne başkanlık etti. O sadece uluslararası alanda PTB Başkanı olarak tanınmakla kalmıyor, aynı zamanda kuantum fiziği ve örneğin Hamburg'daki DESY'de veya ABD, Stanford'daki SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'nda serbest elektron lazerleri üzerinde deneyler için bir uzman olarak da tanınmaktadır. Çalışmaları için Alman Araştırma Vakfı Gottfried Wilhelm Leibniz Ödülü ve Philipp Morris Araştırma Ödülü de dahil olmak üzere birçok ödül aldı.