Международная команда ученых продемонстрировала первый прототип ядерных часов. Это устройство может предоставить возможность сверхточного измерения времени.
Атомные часы основаны на «тиканье» атомов, когда они переключаются между энергетическими состояниями при лазерной стимуляции. Добиться таких же измерений в самом ядре гораздо сложнее, поскольку для изменения его энергетического состояния требуется гораздо больше энергии.
Между тем ядерные часы в теории могли бы быть гораздо точнее и стабильнее атомных. Они позволили бы проводить более точные измерения физической Вселенной, что важно для всех сфер, от навигации до поиска темной материи.
Ранее в 2024 году ученые смогли измерить энергетический скачок (разницу между энергетическими состояниями) ядра тория. Это позволило команде точно определить энергию, необходимую для изменения энергетических состояний – механизма, который активирует ядерные часы.
Исследователи создали небольшой кристалл фторида кальция, содержащий ядра тория. Энергетические состояния переключались с помощью вакуумного ультрафиолетового излучения.
Чтобы соединить кристалл с атомными часами, требовалось преобразовать инфракрасный свет в ультрафиолетовый. Для этого ученые создали оптическую частотную гребенку, действующую как чрезвычайно точная световая линейка для подсчета количества циклов ультрафиолетовых волн.
Полученная разработка представляет собой не полноценные ядерные часы, а их прототип. Однако она объединяет все основные технологии, необходимые для их создания. Точность ее измерений в тысячу раз превысила показатели известных аналогов. В дальнейшем ученые намерены усовершенствовать свое изобретение, сообщает Nature.
«Представьте себе наручные часы, которые не потеряли бы ни секунды, даже если бы вы оставили их включенными на миллиарды лет. Хотя мы еще не достигли этого уровня, это исследование приближает нас к такому уровню точности», – отметили ученые.
Ранее сообщалось, что сверхточные атомные часы заново измерят продолжительность секунды. Предыдущие измерения провели более 60 лет назад и с тех пор не корректировали.