Во Виена создаден првиот самостабилизирачки нуклеарен часовник

Научници од Виена го создадоа првиот самостабилизирачки нуклеарен часовник — технологија што во иднина би можела да ги надмине најпрецизните атомски часовници. Наместо на електроните во атомите, уредот се потпира на енергетските премини во јадрата на атомите на ториум-229.

Клучот за оваа технологија е необичната особина на ториумот. Две негови нуклеарни енергетски состојби се разделени со исклучително мала разлика, па преминот меѓу нив може да се поттикне со ласерска светлина. Така, јадрото може да послужи како многу стабилна референца за мерење време.

Истражувачите од Техничкиот универзитет во Виена развиле специјален кристал што содржи атоми на ториум. Ласерот го осветлува кристалот, а јадрата ја апсорбираат светлината само кога нејзината фреквенција е точно усогласена со нуклеарниот премин.

Ако фреквенцијата на ласерот малку се промени поради, на пример, температурни колебања, јадрата апсорбираат помалку светлина. Системот го регистрира тоа отстапување и автоматски ја коригира фреквенцијата. Овој повратен механизам му овозможува на часовникот сам да ја одржува стабилноста, без помош од конвенционален атомски часовник.

Развојот се надоврзува на резултатите од 2024 година, кога научниците за првпат експериментално го потврдија нуклеарниот премин во ториумот и покажаа дека тој може да се користи како прецизна временска референца.

Во еднодневно тестирање прототипот постигнал релативна прецизност од приближно 10 на минус 15, што одговара на грешка од околу една секунда за 30 милиони години. Ова е проценка на прецизноста, а не мерење што траело толку долго. Сепак, резултатот е значаен за рана верзија на технологијата.

Нуклеарниот часовник сè уште не е попрецизен од најдобрите оптички атомски часовници, кои остануваат стандард во прецизното мерење време. Научниците очекуваат подобрувања со помоќни ласери и поквалитетни кристали. Доколку успеат, нуклеарните часовници би можеле да придонесат и за попрецизни мерења на други физички величини и за проучување на основните закони на природата.