Новые ядерные часы измеряют время, используя лазеры для управления субатомными частицами.
Учёные создали первые в мире ядерные часы, которые, по их словам, могут помочь раскрыть фундаментальные основы физики.
РЕКЛАМА
РЕКЛАМА
Эти два прибора относятся к новейшему поколению атомных часов: они измеряют время, отслеживая свет, возникающий при переходах внутри атомного ядра, в которых участвуют протоны и нейтроны.
Атомные часы десятилетиями используются для сверхточного измерения времени: первые такие устройства появились в 1949 году и, несмотря на своё название, не основаны ни на ядерном синтезе, ни на делении атомов.
До сих пор самые точные часы в мире полагались на переходы электронов между энергетическими уровнями в атомах, однако новое открытие показало, что эталон частоты может задаваться самим ядром.
Команды исследователей из китайского Университета Цинхуа и других научных учреждений страны, а также из Венского технического университета TU Wien по отдельности сообщили о своём прорыве в двух статьях, опубликованных в среду в журнале Nature (источник на английском языке).
Часы используют торий-229 — редкий изотоп, чьё ядро может переключать энергетические состояния под воздействием ультрафиолетового лазерного света. Это единственное известное ядро, способное работать таким образом.
Команда создала лазер, испускающий ультрафиолетовый свет с длиной волны 148,4 нанометра, и направила его на небольшие кристаллы фторида кальция, содержащие торий-229.
Ключевым результатом стало то, что ядерные часы заработали: лазер оставался «застёгнутым» на ядре тория-229 и обеспечивал стабильный ход, достигая точности порядка одной квадриллионной доли (10⁻¹⁵) за время испытаний.
Точное время необходимо для работы таких повседневных технологий, как спутниковая навигация и телекоммуникации, и ядерные часы могут сделать эти системы ещё более точными.
В статье также отмечается, что новые часы могут оказаться важными для фундаментальной физики, однако конкретные сценарии использования пока не приводятся.