Важный шаг. Лазерный прорыв приблизил создание сверхточных ядерных часов
Прибор, используемый для исследования пленок тория в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (Фото: UCLA)
Международная группа ученых из США и Германии сделала важный шаг к созданию оптических ядерных часов. Исследователям впервые удалось возбудить ядро изотопа тория-229 с помощью лазера в материале, который не является прозрачным для лазерного света.
Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature.
Ранее такие эксперименты удавалось проводить только в прозрачных материалах. Лишь в 2024 году ученые впервые смогли напрямую возбудить торий-229 лазером, но это работало только при очень ограниченных условиях.
Точное измерение времени имеет большое значение в повседневной жизни — от работы GPS до стабильной подачи электроэнергии. Для этого человечество использует атомные часы, которые считают время по колебаниям электронов в атомах. Именно они определяют, что такое одна секунда.
Однако атомные часы имеют недостаток: на их работу могут влиять внешние магнитные и электрические поля. Поэтому ученые ищут еще более стабильные решения. Одним из них являются ядерные часы, которые работают уже с ядром атома. Ядро значительно меньше атома и лучше защищено от внешних воздействий.
Новый эксперимент провели исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана и Университета имени Иоганна Гутенберга в Майнце. Им удалось возбудить торий-229 лазером в непрозрачном материале, что позволяет лучше фиксировать атомы и значительно расширяет перечень веществ для таких исследований.
«Этот успех открывает доступ к ранее недостижимой области ядерной физики», — пояснил постдокторант Института физики Университета Майнца Ларс фон дер Венсе. По его словам, возможность работать с непрозрачными материалами «приближает нас на важный шаг к созданию оптических ядерных часов».
Ученые отмечают, что такие часы могут стать самым точным стандартом времени в истории. Они также способны улучшить спутниковую навигацию и поддержать развитие автономного транспорта.
Кроме этого, новая технология открывает возможности для других экспериментов, в частности лазерной ядерной спектроскопии в твердых телах. Это позволит исследовать свойства атомных ядер, проверять, меняются ли фундаментальные константы со временем, а также усилить поиск темной материи.
