W Wiedniu i Pekinie stworzono pierwsze działające zegary jądrowe — Cyprus Mail

Grupy naukowe w Wiedniu w Austrii i Pekinie w Chinach niezależnie od siebie stworzyły dwa pierwsze na świecie działające zegary jądrowe. Urządzenia opierają się na izotopie toru-229, który umieszczono w kryształach fluorku wapnia w stanie stałym, informuje Cyprus Mail.

Dwa niezależne podejścia

Zespoły opisały wyniki w artykułach naukowych opublikowanych w czasopiśmie Nature. Fizyk Shiqian Ding z Uniwersytetu Tsinghua, który pomagał kierować grupą pekińską, zaznaczył, że naukowcy jednocześnie uzyskali działające jądrowe zegary toru-229, stosując różne podejścia eksperymentalne. Jego zdaniem świadczy to o niezawodności samej koncepcji i jej niezależności od jednego rozwiązania technicznego.

Fizyk Thorsten Schumm z Wiedeńskiego Uniwersytetu Technicznego, który należał do kierowników austriackiego zespołu, powiedział, że stworzenie takiego zegara pozostawało celem fizyków przez niemal 50 lat. Jego grupa pracowała nad tym zadaniem od 2008 roku.

Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.

Jak działa nowa technologia

Zegary jądrowe nie wykorzystują rozszczepienia ani syntezy jądrowej jako źródła energii. Mierzą czas, śledząc oddziaływanie silnego lasera z jądrem atomu. W zwykłych zegarach atomowych lasery lub mikrofale powodują przejścia elektronów między poziomami energetycznymi w powłoce elektronowej atomu, w szczególności cezu lub strontu. Nowe urządzenia śledzą przejścia protonów i neutronów między poziomami energetycznymi wewnątrz jądra toru-229.

Naukowcy uważają, że ze względu na mniejszy rozmiar jądra atomowego metoda ta może potencjalnie zapewnić większą dokładność. Jednocześnie Schumm podkreślił, że zegary jądrowe wciąż są dalekie od docelowych parametrów. Najlepsze współczesne zegary atomowe mogą działać przez miliardy lat, tracąc lub zyskując tylko jedną sekundę.

Według Schumma technologia może być wykorzystywana w nawigacji satelitarnej, synchronizacji transmisji danych, pomiarach geodezyjnych i metrologii. Wiedeński zespół wykorzystał również swoje urządzenie w precyzyjnym eksperymencie fizycznym w poszukiwaniu ciemnej materii: nie wykryto jej, jednak zegar zademonstrował poziom działania najlepszych zegarów atomowych.