Учёные из Австрии и Китая независимо друг от друга создали работающие ядерные часы - устройства нового поколения, которые в будущем могут превзойти самые точные современные атомные часы.
Результаты двух исследований опубликованы 7 октября в журнале Nature. Одну установку создали специалисты Венского технического университета, вторую - команда Университета Цинхуа в Пекине. Обе группы использовали радиоактивный изотоп торий-229.
Современные атомные часы измеряют время с помощью переходов электронов между энергетическими состояниями. В новых устройствах эталоном служит переход внутри самого атомного ядра.
Ядро гораздо меньше атома и слабее реагирует на некоторые внешние воздействия. Поэтому в перспективе ядерные часы могут оказаться более стабильными и устойчивыми к помехам.
В обоих экспериментах торий-229 поместили в кристаллы фторида кальция и воздействовали на ядра лазером. Главное достижение состоит в том, что частота лазера теперь автоматически корректируется по ядерному переходу. Именно этого не удавалось добиться в предыдущих экспериментах. Австрийская установка смогла работать без вмешательства более суток.
Пока новые часы не превосходят лучшие современные оптические атомные часы. Австрийский прототип достиг точности, соответствующей примерно одной секунде за 30 млн лет, однако исследователи рассчитывают значительно улучшить этот показатель.
В дальнейшем технология может использоваться для более точных измерений, спутниковой навигации и синхронизации систем связи. Ещё одно направление связано с фундаментальной физикой: ядерные часы позволяют искать чрезвычайно малые изменения физических констант и проверять гипотезы о тёмной материи.
Австрийская команда уже использовала свои часы для поиска возможного влияния ультралёгкой тёмной материи. Обнаружить её не удалось, однако эксперимент позволил установить более жёсткие ограничения для ряда теоретических моделей. По некоторым параметрам чувствительность оказалась сопоставимой с лучшими атомными часами или превысила результаты предыдущих измерений.
Сообщает МИА «Ratel Media» со ссылкой на Nature и Венский технический университет.
