583
Дві незалежні групи фізиків у Відні та Пекіні створили працездатні прототипи ядерних годинників на основі торію-229. На відміну від сучасних атомних годинників, які використовують переходи електронів між енергетичними рівнями, нова технологія працює з переходами всередині самого атомного ядра.
Ключовим виявився ізотоп торій-229. Його ядро має надзвичайно низькоенергетичний збуджений стан, тому його можна переводити між рівнями за допомогою лазерного випромінювання — рідкісна властивість серед ядер.
Чому ядерні годинники вважають перспективними
Атомні годинники вже сьогодні надзвичайно точні, але електрони відносно сильно взаємодіють із зовнішніми електричними та магнітними полями. Ядро краще захищене електронною оболонкою, тому теоретично ядерний перехід може бути стабільнішим і менш чутливим до зовнішніх збурень.
Обидві групи змогли стабілізувати лазер на частоті ядерного переходу торію-229 і використати цю частоту як еталон. Саме це дозволяє говорити вже не просто про спектроскопію торію, а про перші працюючі прототипи ядерних годинників.
Поки вони ще не перевершують найкращі оптичні атомні годинники за точністю. Проте технологія лише починає розвиватися, і головним досягненням стало саме підтвердження працездатності принципу.
Де така точність може знадобитися
У майбутньому ядерні годинники можуть використовуватися для нових часових стандартів, надточної навігації та фундаментальних фізичних експериментів. Такі системи потенційно здатні допомагати у вимірюванні дуже слабких змін гравітаційного поля та перевірці того, чи залишаються фундаментальні фізичні константи незмінними з часом.
