Физики создали первые в мире атомные часы, использующие ядра атомов тория‑229. Эти часы обладают высокой устойчивостью к внешним воздействиям и способны функционировать в полностью автономном режиме без необходимости внешней стабилизации.
Применение ядер, а не всего атома теоретически позволяет достичь значительно большей точности измерений по сравнению с существующими атомными часами. Два года назад ученые впервые смогли управлять переходами ядра атома тория‑229, но для достижения рекордной точности необходимо было разработать метод самостабилизации часов.
Физики объясняют, что полвека назад было обнаружено присутствие двух форм нестабильного изотопа тория‑229, одна из которых характеризуется крайне низкой энергией возбуждения. Это делает сложным наблюдение за его распадом, но также позволяет использовать торий‑229 для создания сверхточных ядерных часов с высокой защитой от электромагнитных помех.
Два года назад ученые разработали метод, позволяющий измерять время через взаимодействие лазерного луча с особыми кристаллами тория. Первоначальная версия этой технологии не подходила для создания полностью автономных часов из-за больших размеров лазера и его импульсного характера, требующего внешней стабилизации.
Недавно физики решили эту проблему, создав компактный твердотельный лазер, способный непрерывно генерировать стабильное излучение. Это позволило перейти к новому режиму работы часов, в котором ученые отслеживают изменения в мощности лазерного излучения после его взаимодействия с ядрами тория‑229 вместо регистрации вспышек света.
Первые испытания показали, что погрешность этих часов составляет около 10 в минус 15 степени, что эквивалентно отставанию примерно на секунду раз в 30 миллионов лет. Хотя это ниже точности лучших оптических атомных часов, физики уверены, что дальнейшие модификации повысят точность ядерных часов. Это откроет новые возможности для рекордно точного измерения времени и использования часов в поисках темной материи, заключили ученые.
Источник: ТАСС
распечатать статью
