Nowe zegary jądrowe mierzą czas, wykorzystując lasery do manipulowania cząstkami subatomowymi.
Naukowcy opracowali pierwsze na świecie zegary jądrowe, które – jak twierdzą – mogą otworzyć drogę do lepszego zrozumienia podstaw fizyki.
REKLAMA
REKLAMA
To najnowsza generacja zegarów atomowych. Odmierzają czas, śledząc światło emitowane przy przejściach zachodzących wewnątrz jądra atomowego, z udziałem protonów i neutronów.
Zegary atomowe służą do bardzo precyzyjnego pomiaru czasu od 1949 roku. Wbrew nazwie nie wykorzystują jednak reakcji syntezy ani rozszczepienia jądrowego.
Najdokładniejsze dotąd zegary opierały się na skokach elektronów między poziomami energii w atomach. Teraz badacze pokazali, że punktem odniesienia dla zegara może być samo jądro.
Zespoły badawcze z Uniwersytetu Tsinghua i innych chińskich instytucji oraz z politechniki TU Wien w Austrii opisały swoje przełomowe wyniki w dwóch niezależnych artykułach opublikowanych w środę w czasopiśmie Nature (źródło w Angielski).
Zegar wykorzystuje tor 229, rzadki izotop, którego jądro może zmieniać poziom energii pod wpływem ultrafioletowego światła lasera. To jedyne znane jądro działające w ten sposób.
Zespół zbudował laser emitujący promieniowanie ultrafioletowe o długości fali 148,4 nanometra i skierował je na niewielkie kryształy fluorku wapnia zawierające tor 229.
Kluczowy wynik był taki, że zegary jądrowe zadziałały. Laser pozostał „zablokowany” na jądrze toru 229 i utrzymywał stabilny czas, osiągając dokładność rzędu jednej biliardowej (10⁻¹⁵) w badanym okresie.
Dokładne odmierzanie czasu jest niezbędne w codziennych technologiach, takich jak nawigacja satelitarna czy telekomunikacja. Zegary jądrowe mogłyby jeszcze zwiększyć precyzję tych systemów.
Autorzy publikacji piszą też, że takie urządzenia mogą odegrać ważną rolę w badaniach fundamentalnych praw fizyki, choć nie podają na razie konkretnych scenariuszy zastosowań.