Революция в физике: ученые впервые создали ядерные часы на основе тория-229
В мире современной физики произошел долгожданный технологический прорыв: две независимые группы исследователей впервые смогли создать работающие ядерные часы. Ожидается, что это открытие выведет точность измерения времени на совершенно новый уровень. По данным иксбт.ком, данное достижение было зафиксировано учеными из Университета Синьхуа в Китае и Центра квантовых наук и технологий в Вене, Австрия. Об этом Иксбт.ком сообщает в своем материале.
На сегодняшний день самыми точными измерителями времени в мире считаются атомные часы. Они вычисляют время по частотам переходов в электронных оболочках атома. Однако недавно созданные ядерные часы принципиально отличаются: они основаны на переходах между энергетическими состояниями в самом ядре атома, то есть между протонами и нейтронами. Этот метод отличается устойчивостью к воздействию внешних электрических и магнитных полей, так как ядро защищено гораздо сильнее, чем электронные оболочки.
Особенность изотопа тория-229
В качестве основного объекта при создании ядерных часов был выбран изотоп тория-229. Особенность этого элемента заключается в том, что процесс энергетического перехода в его ядре обладает значительно более низкой энергией по сравнению с другими элементами. Это позволяет возбуждать процесс с помощью лазерного излучения. Для почти всех остальных ядер достижение такого результата считалось невозможным, так как требовалась слишком высокая энергия.Однако технологический процесс не был простым. Основной проблемой была необходимость работы в спектре с длиной волны 148 нанометров. Стабильное управление лазерным излучением в таком диапазоне является крайне сложной задачей. Китайские и европейские ученые преодолели этот барьер, поместив ядра тория-229 в кристаллы фторида кальция (КАФ2) и облучив их с помощью вакуумного ультрафиолетового лазера.
Практическая значимость открытия
Результаты, достигнутые в ходе исследований, впечатляют. Китайская группа под руководством Бейчена Хуана продемонстрировала стабильность с точностью до одной десятитриллионной доли суток, «привязав» частоту лазера к ядерному переходу. Этот показатель может конкурировать с лучшими атомными часами современности. Австрийские ученые под руководством Луки Тоскани де Кола использовали эту систему для поиска «темной материи» — загадочной части Вселенной.Внедрение ядерных часов в жизнь может произвести революцию в следующих областях:
- Повышение точности навигационных систем нового поколения (ГПС и др.);
- Сверхточное измерение гравитационных полей;
- Проверка неизменности фундаментальных констант физики;
- Поиск новых физических эффектов за пределами Стандартной модели.
Комментарии 0
…