Крупный прорыв в области ядерных часов прокладывает путь к сверхточному измерению времени
Международная исследовательская группа под руководством ученых из JILA, совместного института Национального института стандартов и технологий (NIST) и Университета Колорадо в Боулдере, продемонстрировала ключевые элементы ядерных часов. Ядерные часы — это новый тип устройства для измерения времени, который использует сигналы из ядра атома. Результаты исследования были опубликованы в выпуске журнала Nature от 4 сентября в качестве заглавной статьи. Учёные использовали специально разработанный ультрафиолетовый лазер для точного измерения частоты скачка энергии в ядрах тория, встроенных в твердый кристалл. Они также использовали оптическую частотную гребенку, которая действует как чрезвычайно точная световая линейка, для подсчета количества циклов ультрафиолетовой волны, которые создают этот скачок энергии. Хотя эта лабораторная демонстрация не является полностью разработанными ядерными часами, она содержит все основные технологии для них.
Мощный лазер светит в струю газа, создавая яркую плазму и генерируя ультрафиолетовый свет. Свет оставляет видимую белую линию, взаимодействуя с остаточным газом в вакуумной камере. Этот процесс помогает ученым точно измерить энергию, необходимую для возбуждения ядра тория-229, которое является ядром будущих ядерных часов.
Кредит: Чуанкунь Чжан/JILA
Хотя это пока не функционирующие ядерные часы, это важный шаг к созданию таких часов, которые могли бы быть как портативными, так и высокостабильными. Использование тория, встроенного в твердый кристалл, в сочетании с пониженной чувствительностью ядра к внешним возмущениям прокладывает путь для потенциально компактных и надежных устройств для измерения времени.
В состав исследовательской группы вошли ученые из JILA, совместного института NIST и Университета Колорадо в Боулдере, Венского центра квантовой науки и технологий и IMRA America, Inc.
