Научни екипи от Виена и Пекин обявиха създаването на първите в света работещи ядрен часовник. Това постижение отваря нови хоризонти за прецизно измерване на времето и разширяване на приложенията в областта на навигацията и фундаменталната физика.
Резултатите от разработките на двата екипа са публикувани в престижното научно списание "Нейчър". Според учените, въпреки че новите устройства все още не достигат точността на най-добрите конвенционални атомни часовници, те имат основателен потенциал да ги надминат в бъдеще.
Как работи технологията
Атомните часовници, съществуващи от 1949 година, измерват времето с помощта на лазери и микровълни, предизвикващи преходи на електрони. Ядрените часовници, от друга страна, работят с преходи в ядрата на атомите. В технологията е използван изотопът торий-229, интегриран в кристали от калциев флуорид, а лазерът задейства енергийни преходи, свързани с протоните и неутроните.
Представители на китайския екип подчертават, че независимото създаване на часовниците в Пекин и Виена е доказателство за надеждността на новата научна концепция.
Исторически контекст
Според Торстен Шум, ръководител на екипа от Виена, създаването на подобно устройство е мечта на физиците от петдесет години. Той споделя, че екипът му работи над проекта от 2008 година. Технологията предлага уникална стабилност, благодарение на малкия размер на атомното ядро, което е по-малко податливо на външни влияния.
Въпреки постиженията, проектът все още е в начален етап. Торстен Шум посочва, че часовниците се нуждаят от допълнителни усъвършенствания, за да постигнат целевите характеристики. Виенският екип е разработил ториеви кристали с по-висока концентрация и оптични свойства, докато техните колеги от Пекин са конструирали мощен лазер. Съчетанието на тези достижения може да ускори развитието на ядрените часовници.
Приложения и бъдещи изследвания
Най-добрите съвременни атомни часовници предлагат точност от една секунда за милиарди години. Очаква се новите ядрени часовници да намерят приложения в сателитната навигация, геодезията, метеорологията и бързия пренос на данни. Освен практическите аспекти, технологията предоставя нов инструмент за фундаменталната физика.
Виенският екип вече е провел експеримент с прототипа на часовника, целящ засичане на тъмна материя – невидим компонент на Вселената. Въпреки че експериментът не е открил тъмна материя, той е доказал, че ядреният часовник може да извършва измервания с прецизност, сравнима с най-добрите съвременни устройства.
