Две независимые научные группы — из Китая и Европы — практически одновременно сообщили о создании работоспособных ядерных часов на основе изотопа тория-229. Разработка считается важным шагом в области сверхточных измерений времени и может найти применение в навигационных системах, исследованиях гравитации и других высокотехнологичных научных проектах.
Читайте: Россиянам готовят новые запреты: что изменится уже в ближайшее время
Современные атомные часы определяют время по частоте света, который поглощается или испускается электронами при переходе между энергетическими уровнями внутри атома. Такой подход обеспечивает чрезвычайно высокую точность, однако физики на протяжении многих лет стремились создать более совершенную систему, основанную не на электронах, а на атомных ядрах.
Преимущество ядерных часов заключается в том, что ядро атома значительно меньше и лучше защищено от воздействия внешних факторов. Благодаря этому подобные устройства потенциально способны обеспечивать еще более стабильный и точный отсчет времени.
Основной проблемой долгое время оставалось то, что большинство ядерных переходов требуют слишком высокой энергии для управления обычными лазерами. Как правило, для этого необходимы гамма-лучи. Исключением оказался изотоп тория-229, ядро которого можно перевести в возбужденное состояние с помощью ультрафиолетового лазерного излучения. Об этом сообщает IE.
Обе исследовательские команды использовали схожий подход. Ядра тория-229 были внедрены в кристаллы фторида кальция, после чего подвергались воздействию непрерывного ультрафиолетового лазера с длиной волны 148 нанометров.
Группа специалистов из Университета Цинхуа в Китае применила более мощную лазерную установку для запуска ядерного перехода. После суток непрерывной работы нестабильность часов приблизилась к одной части на десять триллионов. Такой результат подтвердил возможность использования ядерного перехода в качестве надежного сигнала для измерения времени.
Европейские ученые из Венского центра квантовых наук и технологий пошли другим путем. Они использовали кристаллы с повышенной концентрацией ядер тория, что позволило увеличить число доступных для наблюдения ядерных переходов. Затем исследователи задействовали созданные часы в эксперименте, связанном с поиском частиц темной материи.
По словам австрийских специалистов, во время эксперимента проводился поиск периодических колебаний и медленных изменений энергии ядерных переходов на временных интервалах от 20 секунд до одних суток. Несмотря на отсутствие признаков темной материи, испытания показали, что чувствительность новых ядерных часов как минимум соответствует уровню лучших современных атомных часов.
Авторы исследований считают, что полученные результаты стали наиболее убедительным подтверждением того, что ядерные часы перестали быть исключительно теоретической разработкой. Проведенные эксперименты показали возможность создания полноценных приборов нового поколения, которые в будущем могут обеспечить еще более высокую точность измерений, чем существующие технологии.
Читайте также:
- Россиянам грозят новые начисления за ЖКХ: вступили в силу важные изменения
- Миллионам россиян могут сократить больничные: Минздрав готовит новые ограничения
- Раскрыт главный секрет отношений: секс оказался не таким важным, как считалось
