Главное
- Вчені створили ядерний годинник з точністю одна помилка за 30 мільйонів років.
- Годинник може функціонувати більше доби без людського втручання.
- Точність нового пристрою складає близько 10^-15.
- Торієві ядра в понад 10 000 разів менші за цілі атоми.
Вчені з Віденського технологічного інституту створили унікальний ядерний годинник, здатний самостійно коригувати похибки та функціонувати більше доби без людського втручання. Пристрій використовує ядерні переходи торію, що дозволяє досягати вищої точності в вимірюванні часу, як повідомляє РБК-Україна, посилаючись на нове дослідження, опубліковане в журналі Nature.
Традиційні лазерні годинники залежні від зовнішніх факторів, які можуть змінювати частоту лазера. Для вирішення цієї проблеми вчені інтегрували у пристрій спеціальний кристал з атомами торію. Зазначено, що для вимірювання часу зазвичай використовуються енергетичні рівні електронів атомів. Проте торій привертає увагу дослідників через свою унікальну характеристику: два його ядерні енергетичні рівні знаходяться дуже близько один до одного, що дозволяє лазеру легко переводити ядро з одного стану в інший.
Прототип годинника використовує це явище для самостабілізації. Торієві ядра поглинають лазерне світло лише на визначеній частоті. Якщо частота лазера змінюється, поглинання світла різко знижується, і годинник автоматично коригує роботу лазера без необхідності підключення до інших еталонних пристроїв.
Протягом доби вимірювання показали, що точність нового пристрою складає близько десяти в мінус п’ятнадцятому степені. Це означає, що годинник може помилитися лише на одну секунду за 30 мільйонів років. Хоча такий результат поки що не досягає рівня найкращих оптичних атомних годинників, для першого прототипу це є значним досягненням.
Дослідники підкреслюють, що основна перевага ядерних технологій полягає в тому, що атомні ядра в понад 10 000 разів менші за цілі атоми, що робить їх менш чутливими до зовнішніх впливів та підвищує надійність системи. У подальшому команда планує покращити точність пристрою, використовуючи потужніші лазери та якісніші кристали торію.