В Вене создали ядерные часы с самостабилизацией — ScienceDaily

Исследователи Венского технического университета в Австрии создали самостабилизирующиеся ядерные часы, способные поддерживать собственную стабильность без опоры на обычные атомные часы. Устройство стабильно работало более 24 часов без вмешательства, сообщает ScienceDaily.

Торий как эталон частоты

Новый прибор использует ядра атомов тория, а не электронные переходы в атомах, на которых основана работа традиционных атомных часов. Ядра тория имеют два энергетических состояния с необычно малой разницей энергий, поэтому переход между ними можно возбуждать лазерным светом.

Специальный кристалл с атомами тория, изготовленный в Венском техническом университете, облучают лазером. Ядра поглощают свет только при точно определенной частоте. Если частота лазера отклоняется, поглощение уменьшается, а система автоматически корректирует лазер и возвращает его к нужному значению.

Больше актуальных новостей — в Telegram-канале UA.News Telegram.

Точность прототипа

В апреле 2024 года группа под руководством профессора Торстена Шумма в сотрудничестве с командой профессора Эккегарда Пайка из PTB в Брауншвейге экспериментально обнаружила ядерный переход в тории и впервые продемонстрировала возбуждение ядер лазером. Осенью того же года установку для возбуждения тория подключили к оптическим атомным часам, продемонстрировав возможность использовать ядра в качестве высокоточного эталона времени.

Во время измерений в течение суток относительная точность прототипа составила примерно 10⁻¹⁵, что соответствует погрешности около одной секунды за 30 миллионов лет. Это не означает, что устройство тестировали миллионы лет, а является оценкой точности по результатам измерений.

Разработка пока уступает лучшим оптическим атомным часам. Исследователи надеются повысить ее точность благодаря более мощным лазерам и более качественным кристаллам тория. Ядра менее чувствительны к внешним воздействиям, поскольку они более чем в 10 тысяч раз меньше атомов.