Фізики запустили перші ядерні годинники на основі торію-229

Категорії

Світ Економіка Війна Технології Наука Авто Спорт Здоров'я Шоу-Бізнес Пізнавально Політика

Вінницькі Волинські Дніпровські Донецькі Житомирські Закарпатські Запорізькі Івано-Франківські Київські Кропивницькі Кримські Луганські Львівські Миколаївські Одеські Полтавські Рівненські Сумські Тернопільські Харківські Херсонські Хмельницькі Черкаські Чернігівські Чернівецькі

Погода

Київ

вологість:

тиск:

вітер:

Погода на 10 днів від sinoptik.ua

Фізики запустили перші ядерні годинники на основі торію-229

07 жовтня 2026 р. 19:00

07 жовтня 2026 р. 19:00

Дві команди фізиків побудували годинники, у яких відлік часу спирається на перехід між станами в ядрі торію-229. В обох установках торій містився у кристалі фториду кальцію, крізь який пропускали ультрафіолетове світло. За секунду вимірювання частота китайського годинника відхилялася приблизно на половину частки на трильйон, а в австрійському за добу безперервної роботи цей показник знизився приблизно до однієї частки на сто трильйонів. Результати китайської та австрійської команд опублікували в Nature .

Ядерний годинник в уяві художника: лазер збуджує ядра торію в кристалі, і саме вони задають хід. Oliver Diekmann / TU Wien

Як ядерний перехід став опорою для годинника?

Оптичний атомний годинник відлічує час, порівнюючи частоту лазера з частотою переходу між енергетичними станами атома. В атомному годиннику еталоном є перехід між станами електронів, тоді як у ядерному еталоном слугує перехід між станами ядра. Перехід у ядрі торію-229 має незвично низьку енергію як для ядерного переходу, тому його можна збудити ультрафіолетовим світлом. Частота переходу може чутливо реагувати на зміни фундаментальних сталих. Порівняння частоти цього переходу з частотою атомного годинника може допомогти перевіряти, чи змінюються фундаментальні сталі з часом.

Дослідники пропускали лазерне світло крізь кристал і стежили, скільки його проходить далі. Коли лазерне світло мало потрібну частоту, ядра торію поглинали його й переходили в інший стан. За цією зміною вчені точно налаштовували лазер, а його частота ставала еталоном для відліку часу. Китайська команда перевірила, чи відтворюється частота переходу в різних зразках. Вимірювання у двох незалежно вирощених кристалах дали майже однакові значення частоти. Це показує, що такі кристали можуть слугувати відтворюваними частотними еталонами.

Кристал фториду кальцію з торієм, вирощений у Віденському технічному університеті. TU Wien

Австрійська команда працювала з кристалом міліметрового розміру за кімнатної температури й порівнювала частоту ядерного годинника з атомним годинником на одному іоні ітербію. Майже 23 години дослідники шукали періодичні зміни й повільні дрейфи частоти ядерного переходу, які могла б спричинити надлегка темна матерія. Таких змін не зафіксували, але результати допомогли обмежити можливий вплив темної матерії на фотони й кварки.