ვენისა და პეკინის გუნდებმა მსოფლიოში პირველი ბირთვული საათები შექმნეს

ორმა დამოუკიდებელმა კვლევითმა ჯგუფმა ვენასა და პეკინში მსოფლიოში პირველი ორი მოქმედი ბირთვული საათი შექმნა. ორივე მათგანი იზოტოპ თორიუმ-229-ს იყენებს და შედეგები ოთხშაბათს, 7 ოქტომბერს, ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა. მიუხედავად იმისა, რომ ეს საათები ჯერ ვერ აჭარბებს დღევანდელ საუკეთესო ატომურ საათებს, მკვლევარები მიიჩნევენ, რომ ეს მოწყობილობები ისტორიაში ყველაზე ზუსტი ქრონომეტრები გახდება და ფიზიკის კანონების შესწავლის ახალ გზებს გახსნისreuters+1.

ტრადიციული ატომური საათი დროს ზომავს ელექტრონების ენერგეტიკულ დონეებს შორის გადახტომის თვალყურის დევნებით. ახალი საათები კი ლაზერებს იყენებს თორიუმ-229-ის ბირთვში პროტონებისა და ნეიტრონების ენერგეტიკული მდგომარეობის შესაცვლელად, რომლებიც კალციუმის ფტორიდის კრისტალებშია მოთავსებული. სახელწოდებას ბირთვულ ენერგიასთან კავშირი არ აქვს, რადგან საათები არ იყენებს დაშლას ან სინთეზსreuters.

პეკინის საათი უფრო სტაბილურია, ვენის საათი კი ავტონომიურია

South China Morning Post-ის ცნობით, წინასწარი შედეგები აჩვენებს, რომ ცინხუას უნივერსიტეტის გუნდის მიერ შექმნილი საათი დაახლოებით ექვსჯერ უფრო სტაბილურია, ვიდრე ვენის საათი. პეკინის გუნდმა ასევე დაამტკიცა, რომ ცალ-ცალკე გაზრდილი ორი კრისტალი ერთსა და იმავე დროს აჩვენებდა, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ ასეთი საათების რეპროდუცირება შესაძლებელია. გუნდის პრეპრინტის მიხედვით, ორი კრისტალით გაზომილი სიხშირეები $$10^{-13}$$ დონეზე თანხვედრაშიაscmp+1.

ვენის ტექნიკურ უნივერსიტეტში (TU Wien) შექმნილი საათი თავის თავს სტაბილურად ინარჩუნებს: თორიუმის ბირთვები აკონტროლებენ ლაზერის სიხშირეს, ამიტომ ის არ არის დამოკიდებული ტრადიციულ ატომურ საათზე. მან 24 საათზე მეტხანს იმუშავა გარე ჩარევის გარეშე და მიაღწია დაახლოებით $$10^{-15}$$ სიზუსტეს. ეს ნიშნავს დაახლოებით ერთწამიან ცდომილებას 30 მილიონ წელიწადშიphys.

„ორივე გუნდმა დამოუკიდებლად იმუშავა და თორიუმ-229-ის ბირთვული საათების მუშაობას ერთდროულად მიაღწია, სხვადასხვა ექსპერიმენტული მიდგომების გამოყენებით“, განუცხადა Reuters-ს ცინხუას ფიზიკოსმა შიციან დინგმა. მისი თქმით, შედეგი ადასტურებს, რომ „კონცეფცია მყარია“reuters.

ჯერ კიდევ რეკორდამდე

დღევანდელი საუკეთესო ატომური საათები მილიარდობით წლის განმავლობაში მხოლოდ ერთი წამით ცდებიან. TU Wien-ის წარმომადგენელმა თორსტენ შუმიმ აღნიშნა, რომ ტექნოლოგია ჯერ კიდევ „შორსაა თავისი სამიზნე შესრულებისგან“. მან ხაზი გაუსვა, რომ ორივე საათს აქვს ურთიერთშემავსებელი უპირატესობები: „ვენის საათს აქვს ოდნავ უკეთესი თორიუმის კრისტალები, ხოლო პეკინის გუნდს უფრო ძლიერი ლაზერი. ასე რომ, ამ კომპონენტების გაერთიანებით ჩვენ შეგვიძლია ბევრად უკეთესი საათის აგება“reuters.

ატომის ბირთვები ათასობითჯერ უფრო პატარაა, ვიდრე მთლიანი ატომები, ამიტომ ისინი ნაკლებად რეაგირებენ გარე დარღვევებზე, მათ შორის ელექტრულ ველებზე. შუმიმ ავსტრალიის ABC News-ს განუცხადა, რომ მისი გუნდი გეგმავს საბოლოოდ „ჩიპის ზომის მოწყობილობის“ შექმნასenglish.elpais+2.

ინსტრუმენტი ფიზიკისთვის

შესაძლო გამოყენების სფეროებია სატელიტური ნავიგაცია, მონაცემთა სინქრონიზაცია და გეოდეზია. ვიქტორ ფლამბაუმმა, ახალი სამხრეთ უელსის უნივერსიტეტის ფიზიკოსმა, რომელიც კვლევაში არ მონაწილეობდა, აღნიშნა, რომ საათებს შეუძლიათ გრავიტაციის გავლენის დაფიქსირება დროზე ისეთი სიზუსტით, რაც სასარგებლო იქნება სამთო მოპოვებითი სამუშაოებისთვის. ვენის გუნდმა თავისი საათი ბნელი მატერიის მოსაძებნად გამოიყენა. მათ ის ვერ იპოვეს, მაგრამ ექსპერიმენტში საათმა ისევე კარგად იმუშავა, როგორც საუკეთესო ატომურმა საათებმაabc+1.

„ეს გვაძლევს წვდომას ფიზიკის სრულიად ახალ სამყაროზე“, თქვა შუმიმreuters.