Вчені розробили ядерний годинник. Чим він особливий

Марія Власова

Джерело: Phys.org

У вересні цього року науковці презентували ядерний годинник, що перевершує всі атомні аналоги за точністю вимірювання часу.

Головні тези:

Ядерний годинник є новим досягненням у сфері точного вимірювання часу, перевершуючи атомні годинники за точністю.
Використання торію-229 у ядерних годинниках дозволяє досягти частот переходів у мільйон разів вищих, ніж у цезієвих годинниках.
Завдяки розробці частотного гребінця в ультрафіолетовому діапазоні вдалося створити механізм ядерного годинника, що обіцяє революцію у вимірюванні часу.
Ядерні годинники можуть значно покращити роботу систем GPS-навігації, зменшуючи похибку визначення позиції до кількох міліметрів.
Очікується, що нове визначення секунди на основі переходів у ядрі атома буде впроваджено до 2030 року, відкриваючи нові перспективи у фізичних дослідженнях.

У чому полягає перевага ядерного годинника над атомним

Люди вже давно звикли користуватись атомними годинниками для вимірювання часу, за основу механізму яких взято коливання електронів цезію.

Ці електрони поглинають і випромінюють енергію, здійснюючи більше 9 млрд коливань за секунду.

Однак ядерні годинники використовують переходи у самих ядрах атомів, використовуючи для цього торій-229, частота переходів у якому у мільйон разів вища за цезій.

Науковці розробили ядерний годинник — Ядерний годинник

Використання цього механізму стало можливим завдяки розробці частотного гребінця, який може працювати в ультрафіолетовому діапазоні, який дозволяє фіксувати настільки високі частоти.

Головний прорив у створенні ядерного годинника став можливим завдяки розробці частотного гребінця — лазерного пристрою, що випромінює світло з частотами, рівномірно розташованими подібно до зубців гребінця.

Які зміни несе із собою створення та використання ядерних годинників

Зокрема, ядерні годинники обіцяють здійснити революцію у роботі систем GPS- навігації. Очікується, що вони здатні значно зменшити похибку визначення позиції до кількох міліметрів.

Вони також дозволять досліджувати надшвидкі процеси у фізиці, де перетинаються теорія відносності та квантова механіка.

Очікується, що нове визначення секунди, засноване на переходах у ядрі атома, може бути запроваджене до 2030 року.