Ученые создали первые в мире автономные сверхточные ядерные часы на базе тория-229
8 октября, Минск /. Австрийские, немецкие и чешские физики разработали первые в мире атомные часы на базе ядер атомов тория-229, обладающие очень высокой стойкостью к помехам и способные работать в полностью автономном режиме, без внешней стабилизации. Об этом сообщила пресс-служба Венского технического университета (TU Wien), передает ТАСС.
«Благодаря использованию ядер, а не всего атома в работе часов в теории мы можем достичь значительно более высокой точности замеров, чем у уже существующих атомных часов. Два года назад мы впервые научились управлять переходами ядра атома тория-229, однако для достижения рекордно точных замеров времени нам нужно было понять, как заставить часы стабилизировать самих себя», — заявил профессор TU Wien Торстен Шумм, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Полвека назад физики обнаружили, что нестабильный изотоп тория — торий-229 — существует в двух формах, одна из которых обладает очень низкой энергией возбуждения. Это одновременно делает крайне сложными наблюдения за его распадами, но при этом позволяет использовать торий-229 в качестве основы для сверхточных ядерных часов, максимально сильно защищенных от всех электромагнитных помех.
Лишь два года назад австрийские и немецкие физики разработали подход, который позволяет отсчитывать время, наблюдая за взаимодействиями луча лазера и особым образом изготовленных кристаллов из тория. Первая версия этой технологии не была пригодна для создания полностью автономных ядерных часов, чему мешали крупные размеры лазера, а также импульсный характер его работы, не позволяющий устройству работать без внешней стабилизации.
Недавно немецким физикам удалось решить эту проблему. Они создали компактный твердотельный лазер, который способен постоянно вырабатывать вспышки очень стабильного излучения. Это позволило ученым перевести ядерные часы в другой режим работы, в рамках которого физики отслеживали не вспышки света, вырабатываемые атомами тория-229, а перемены в мощности лазерного излучения после его взаимодействия с ядрами данного элемента.
Первые эксперименты с этими часами показали, что погрешность их работы составляет примерно 10 в минус 15 степени, что эквивалентно отставанию на секунду примерно раз в 30 миллионов лет. Пока это заметно ниже точности лучших оптических атомных часов, однако физики уверены в том, что последующие модификации помогут им повысить точность работы ядерных часов. Это позволит установить новые рекорды по точности отсчета времени и использовать эти устройства для поисков темной материи, подытожили физики.
