Текущее местоположение:

СВЯЗАННЫЕ

СООБЩЕНИЕ

Представлено
Ученые построят самые точные часы во Вселенной.
На горизонте может появиться революционный прорыв в измерении времени, поскольку ученые исследуют ториевый ядерно-оптический часы на основе изотопа тория-229, и это нововведение может превзойти современные атомные часы. Манипулируя ядерными квантовыми состояниями с помощью лазеров, исследователи расширяют границы точности и стабильности измерения времени. Хотя этот путь занял несколько десятилетий, а основные технические препятствия все еще остаются, недавние экспериментальные достижения приблизили эти футуристические часы к реальности. В случае успеха это изменит наше понимание времени и самой Вселенной. Бросая вызов пределам времени В перспективной статье, недавно опубликованной в National Science Review, доктор Тонг Синь из Инновационной академии точных измерений и технологий Китайской академии наук и его коллеги исследовали захватывающий потенциал и значительные трудности разработки ядерно-оптических часов на основе тория-229 (229Th). Время и частота — это физические величины, которые можно измерить с наивысшей точностью в физике. Сегодня атомные часы, особенно атомные оптические часы, задают стандарт точности. Но ториевые ядерно-оптические часы могут еще больше повысить эту точность. Квантовое преимущество ядерных часов Торий-229 уникален тем, что это единственный известный нуклид, чей ядерный энергетический уровень достаточно низок, чтобы быть доступным для лазеров. Это позволяет ученым напрямую управлять 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 ториевые ядерно-оптические часы перспективным кандидатом для достижения беспрецедентной точности измерения времени. Эти исследования начались полвека назад. Ученые впервые обнаружили 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 технического 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 множество проблем. Ядерные переходы в твердотельных средах очень чувствительны к изменениям, связанным с температурой. Дефицит изотопа 229Th, сложность разработки специальных мощных лазеров с узкой линией излучения, неполное понимание механизмов взаимодействия и отсутствие замкнутого цикла работы — все это серьезные препятствия. Однако преодоление этих трудностей имеет решающее значение. Успешная реализация ториевых ядерных часов произведет революцию в измерении времени и откроет новые горизонты для фундаментальных исследований в физике. Это может привести к смене парадигмы в системах оптических часов — от зависимости от электронных переходов к ядерным переходам — и дать более глубокое понимание фундаментальных законов Вселенной.
Предыдущая страница:Мэнтяньская лаборатория оснащена первым в мире комплектом холодных атомных часов.
Следующая страница:Рубидиевые часы ArctiTech

Сообщение

Сообщение

Топ