Ядерные часы с торием: погрешность в 1 секунду за 30 млн лет
Исследователи из Венского технологического института разработали инновационные ядерные часы, способные самостоятельно корректировать погрешности и функционировать свыше суток без необходимости вмешательства человека. Это достижение открывает новые перспективы в точном измерении времени.
Принцип работы ядерных часов
В отличие от традиционных лазерных часов, где частота светового луча может подвергаться влиянию температуры и других факторов, новое устройство использует ядерные переходы тория в качестве эталона. Для измерения времени обычно ориентируются на энергетические уровни электронов в атомах. Однако торий привлек внимание ученых благодаря уникальному свойству: его два ядерных энергетических уровня расположены чрезвычайно близко, что позволяет лазерному лучу легко переводить ядро из одного состояния в другое.
Новый прототип функционирует на основе этого физического явления, обеспечивая самостабилизацию. Процесс выглядит следующим образом:
- Ядра тория поглощают лазерный свет исключительно на строго определенной частоте.
- При отклонении частоты лазера от нормы происходит падение поглощения света.
- Часы фиксируют это изменение и автоматически корректируют работу лазера, исключая необходимость подключения к внешним эталонным приборам.
Превосходство ядерных технологий над атомными
Результаты суточных измерений показали, что точность прототипа составляет порядка 10-15. Это означает, что устройство способно накапливать погрешность всего в одну секунду за 30 миллионов лет. Хотя данный показатель пока уступает лучшим мировым образцам оптических атомных часов, для первого устройства подобного типа он является исключительным.
«Главное преимущество заключается в том, что сами атомные ядра более чем в 10 000 раз меньше целых атомов. Следовательно, они значительно меньше подвержены воздействию внешних факторов, что делает всю систему намного надежнее», – поясняют исследователи. В планах команды – дальнейшее повышение точности устройства посредством использования более мощных лазеров и усовершенствованных кристаллов тория.
