Физики создали первые ядерные часы на основе тория

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Ученые из Венского технического университета под руководством Торстена Шумма впервые создали действующие ядерные часы, в которых для измерения времени используются колебания атомного ядра тория. Разработка завершилась после двух десятилетий теоретических и экспериментальных исследований в этой области.

Новое устройство представляет собой торий, помещенный в кристалл из фторида кальция, на который направляется ультрафиолетовый лазер. Прибор работает по принципу системы обратной связи: лазер попеременно переключается между двумя частотами, расположенными выше и ниже известной ядерной частоты тория. Если элемент равномерно поглощает обе частоты, устройство считается настроенным правильно. В противном случае система использует полученную информацию для корректировки лазера.

Главное преимущество ядерных часов перед существующими атомными системами заключается в фундаментальных физических свойствах. Атомные ядра обладают значительно большей энергией, чем электроны, и требуют более точного возбуждения. Это позволяет ядерным часам сохранять стабильность в течение сотен миллиардов лет. В качестве рабочего элемента был выбран торий, поскольку его ядро можно возбудить с помощью относительно небольшого количества энергии, чего невозможно добиться при использовании большинства других ядер даже с помощью самых мощных лазеров.

Автор: Oliver Diekmann, TU Wien Источник: www.newscientist.com

Созданный прототип демонстрирует впечатляющую стабильность. Устройство проработало без перерыва в течение суток, не требуя вмешательства пользователя, чего ранее не удавалось добиться при разработке других оптических часов. При этом текущая точность составляет десятки секунд на миллиард лет, что значительно ниже показателей лучших современных атомных часов. Однако исследователи рассчитывают повысить точность на несколько порядков за счет внедрения более совершенных лазеров и электроники.

Важнейшим отличием ядерных часов является их конструктивная простота. В отличие от атомных часов, это устройство работает при комнатной температуре и не требует охлаждения до сверхнизких температур или размещения атомов в вакууме. Это упрощает процесс миниатюризации и открывает перспективы применения в различных экспериментах, в том числе для проверки теории относительности на спутниках.

Кроме того, благодаря защите ядра слоем электронов от внешних электромагнитных воздействий система обладает повышенной чувствительностью к внешним физическим факторам. Исследователи использовали эту особенность для поиска частиц темной материи. Если темная материя представляет собой электромагнитную силу, пронизывающую Вселенную, она должна влиять на ядерные энергетические переходы, что приведет к регистрируемому изменению рабочей частоты часов.

Источник: New Scientist Ltd.

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Аккумуляторы из вторсырья превзошли новые заводские батареи: как модернизация катода и графита увеличила их ресурс в два раза

Литий-ионные аккумуляторы окружают нас повсюду: они питают смартфоны, ноутбуки, электроинструменты, системы хранения энергии и электромобили. У всех этих батарей есть общая проблема — со...

7300 лет назад супервулкан засыпал Японию пеплом. Почему одни племена вымерли, а другие пережили демографический скачок

Около 7300 лет назад в Восточно-Китайском море, всего в тридцати километрах к югу от японского острова Кюсю, проснулся подводный вулкан Кикай. Это извержение получило в науке двойное имя...

Лось способен нырять за кормом на несколько метров: зачем сухопутному гиганту подводная жизнь

Лось кажется животным, которому вода нужна разве что для питья и спасения от жары. Высокие ноги, тяжёлое тело, огромная голова — всё в нём будто рассчитано на болота и лесные просеки, но...

Ракетная Tesla полетела, а также развитие ситуации с датацентрами в РФ: главное за неделю

Самые интересные новости финансов и технологий в России и мире за неделю: ЦОДы Судного дня в России, Генпрокуратура отступилась от Freedom Holding, Нобелевка по экономике...

Обзор контроллера XPpen Pilot Pro: как им манипулировать?

Я думал что он поможет мне быстрее работать в Lightroom, но чуда не случилось. Инструмент удобный, но полностью заменить клавиатуру не получится. Да этого никто и не обещал. Хотя некоторые удобства...