Текущее местоположение:

СВЯЗАННЫЕ

СООБЩЕНИЕ

Представлено
Ученые построят самые точные часы во Вселенной.
Революционный прорыв в хронометрии может быть на горизонте, поскольку ученые исследуют ядерные оптические часы на основе тория-229, и это новшество может превзойти сегодняшние атомные часы. Манипулируя ядерными квантовыми состояниями с помощью лазеров, исследователи раздвигают границы точности и стабильности измерения времени. Хотя этот путь занял несколько десятилетий, и все еще остаются серьезные технические препятствия, недавние экспериментальные вехи приблизили эти футуристические часы к реальности. В случае успеха они изменят наше понимание времени и самой Вселенной. Бросая вызов ограничениям времени В перспективной статье, недавно опубликованной в National Science Review, доктор Тонг Синь из Инновационной академии точных измерений, науки и технологий Китайской академии наук и его коллеги исследовали захватывающий потенциал и значительные проблемы разработки ядерных оптических часов на основе тория-229 (229Th). Время и частота являются физическими величинами, которые можно измерить с высочайшей точностью в физике. Сегодня атомные часы, особенно атомные оптические часы, устанавливают стандарт точности. Но ядерные оптические часы на основе тория-229 могут еще больше повысить эту точность. Квантовый предел ядерных часов Что делает торий-229 необычным, так это то, что это единственный известный нуклид, уровень ядерной энергии которого достаточно низок, чтобы быть доступным для лазеров. Это позволяет ученым напрямую манипулировать ядерными квантовыми состояниями. Поскольку атомное ядро намного меньше атома, оно гораздо меньше подвержено внешним воздействиям. Его квантовые состояния также хорошо разделены, а окружающие электроны помогают защитить его от электромагнитных помех. Эти характеристики делают ядерные оптические часы на основе тория-229 многообещающим кандидатом для достижения беспрецедентной точности хронометража. Это исследование началось полвека назад. Ученые впервые идентифицировали низколежащее возбужденное ядерное состояние 229Th, заложив основу для дальнейших исследований. С тех пор появились важные вехи. В 2024 году было достигнуто прямое лазерное возбуждение ядерного перехода 229Th. Различные исследовательские группы из Венского технологического университета (TU), Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) и Объединенного института лабораторной астрофизики (JILA) проводили эксперименты с использованием различных материалов, таких как легированные кристаллы и тонкие пленки. Эти эксперименты постепенно улучшили понимание и возможности измерения ядерных переходов. Текущие проблемы в разработке ядерных часов Несмотря на эти замечательные достижения, остается много проблем. Ядерные переходы в твердотельных средах очень чувствительны к изменениям, связанным с температурой. Дефицит изотопа 229Th, сложность разработки конкретных мощных лазеров с узкой линией, неполное понимание механизмов взаимодействия и отсутствие работы в замкнутом контуре являются основными препятствиями. Однако крайне важно преодолеть эти проблемы. Успешная реализация ядерных часов на основе тория произведет революцию в хронометрировании и откроет новые горизонты для фундаментальных физических исследований. Это может привести к смене парадигмы в системах оптических часов, от опоры на электронные переходы к опоре на ядерные переходы, и обеспечить более глубокое понимание фундаментальных законов Вселенной.
Предыдущая страница:Лаборатория Мэнтянь оснащена первым в мире комплектом холодных атомных часов
Следующая страница:Рубидиевые часы ArctiTech

Сообщение

Топ