Научници од Виена и Пекинг независно ги создадоа првите функционални нуклеарни часовници во светот – технологија која во иднина би можела да овозможи уште попрецизно мерење на времето и нови начини за проучување на фундаменталните закони на физиката.
Истражувачките тимови ги претставија своите резултати во две одделни научни трудови објавени во престижното списание Nature. Станува збор за значаен чекор во развојот на часовници од нова генерација, по децении обиди научниците да создадат уред кој би бил уште попрецизен од најсовремените атомски часовници, пренесе „Ројтерс“.
Наместо електрони – јадрото на атомот
Класичните атомски часовници го мерат времето преку промени во енергетските состојби на електроните во атомите. Нуклеарните часовници функционираат на поинаков принцип: ласерот ги следи промените во енергетските состојби во самото атомско јадро, каде што се наоѓаат протоните и неутроните.
И двата нови часовници се базираат на изотопот ториум-229, вграден во кристали од калциум флуорид. Ласерската светлина се користи за прецизно следење на исклучително чувствителниот премин во јадрото на атомот.
Иако моментално новите часовници сè уште не се попрецизни од најдобрите постоечки атомски часовници, научниците сметаат дека нивниот потенцијал е огромен. Идејата е, со понатамошно усовршување, нуклеарните часовници да станат попрецизни, покомпактни и поотпорни од денешните системи.
Што би можеле да променат?
Екстремната прецизност на мерењето на времето има огромно значење за современата технологија. Нуклеарните часовници во иднина би можеле да најдат примена во сателитската навигација, синхронизацијата на податоци, телекомуникациите и прецизните мерења, пишува „Ројтерс“.
Но, нивната највозбудлива примена можеби не е практична, туку научна.
Еден од тимовите веќе го искористил нуклеарниот часовник во експеримент насочен кон потрага по темна материја – мистериозна компонента на универзумот која сè уште не е директно детектирана. Експериментот не открил темна материја, но покажал дека новиот часовник може да се користи за прецизни физички мерења на ниво споредливо со најдобрите атомски часовници.
Технологија стара речиси половина век
Идејата за нуклеарен часовник не е нова. Физичарите речиси 50 години се обидуваат да го претворат атомското јадро во исклучително прецизна „часовничка“ референца.
Двата независни тимови сега успеале да покажат дека концептот навистина функционира, користејќи различни експериментални пристапи. Научниците сметаат дека ова е особено важно бидејќи покажува дека технологијата не зависи од само еден специфичен начин на изработка.
Сепак, истражувачите нагласуваат дека технологијата сè уште е во рана фаза. Следниот чекор е дополнително подобрување на стабилноста и прецизноста на часовниците.
Доколку тие цели бидат постигнати, нуклеарните часовници би можеле да станат нов стандард за исклучително прецизно мерење на времето – и истовремено да им овозможат на физичарите да истражуваат феномени што денес сè уште се надвор од досегот на експериментите.
