Две независими изследователски групи – от Китай и Европа едновременно създадоха работещ ядрен часовник, базиран на изотопа торий-229. Ядрото е хиляди пъти по-малко и много по-добре изолирано от външните полета, което прави тези часовници потенциално още по-стабилни и точни. Те биха могли да се използват за подобряване на навигационните системи, гравитационните измервания и други научни инструменти.

Съвременните атомни часовници определят времето чрез измерване честотата на светлината, поглъщана или излъчвана от електроните при прехода им между определени енергийни нива в атома. Въпреки че това е изключително точен метод за измерване на времето, физиците отдавна мечтаят да създадат часовници с ядра вместо с електрони. Атомните ядра са много по-малки и по-изолирани от околната среда, така че ядрените часовници би трябвало да са по-стабилни и точни.

Проблемът е, че почти всички ядрени енергийни преходи са твърде енергични, за да бъдат контролирани с лазери. За целта обикновено са необходими високоенергийни гама лъчи, а не обикновена лазерна светлина. Изключение е торий-229. Неговото ядро може да бъде приведено във възбудено състояние с помощта на ултравиолетова лазерна светлина, пише IE.

И двата екипа са реализирали ядрения часовник по приблизително един и същ начин. Те са имплантирали ядра на торий-229 в кристали от калциев флуорид и са ги осветили с непрекъснат ултравиолетов лазер с дължина на вълната 148 nm.

Китайските изследователи от университета Цинхуа са използвали по-мощна лазерна система, за да инициират ядрения преход. След един ден работа нестабилността на часовника се доближи до една част на 10 трилиона, което показва, че ядреният преход може да служи като стабилен сигнал за отчитане на времето.

Европейският екип от Центъра за квантова наука и технологии във Виена използва кристали с по-висока концентрация на ториеви ядра, което увеличава броя на ядрата, достъпни за измерване. След това те проведоха научен експеримент за търсене на частици от тъмната материя.

„Използвахме ядрен часовник, за да ограничим моделите на свръхлеката тъмна материя, като търсихме периодични флуктуации и бавни енергийни дрейфове на ядрените преходи във времеви мащаби от 20 секунди до един ден“,

казват учените от Австрия.

Въпреки че не откриха доказателства за тъмна материя, експериментът показа, че ядрените часовници са поне толкова чувствителни, колкото и най-добрите атомни часовници в света.

Заедно двете изследвания предоставят най-силното доказателство до момента, че практическият ядрен часовник вече не е теоретична концепция, а работеща технология.

Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.

С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.