Vienos ir Pekino komandos pristatė pirmąsias pasaulyje branduolines laikrodžius

Dvi atskiros mokslininkų komandos Vienoje ir Pekine sukūrė pirmuosius du veikiančius branduolinius laikrodžius. Abu naudoja torio-229 izotopą, o rezultatus komandos paskelbė trečiadienį, spalio 7 d., žurnale Nature. Nors šie laikrodžiai dar nepralenkia geriausių šiuolaikinių atominių laikrodžių, mokslininkai teigia, kad šie įrenginiai gali tapti tiksliausiais kada nors sukurtais laiko matuokliais ir atverti naują būdą tikrinti fizikos dėsnius.reuters+1

Įprastas atominis laikrodis matuoja laiką stebėdamas elektronų šuolius tarp energijos lygmenų. Šie nauji laikrodžiai naudoja lazerius protonams ir neutronams perjungti tarp energijos būsenų torio-229 branduolyje, kuris laikomas kalcio fluorido kristaluose. Pavadinimas neturi nieko bendra su branduoline energetika. Laikrodžiai nenaudoja dalijimosi ar sintezės procesų.reuters

Pekino laikrodis stabilesnis, Vienos – veikia savarankiškai

Kaip praneša South China Morning Post, ankstyvieji rezultatai rodo, kad Tsinghua universiteto komandos sukurtas laikrodis yra maždaug šešis kartus stabilesnis už Vienos laikrodį. Pekino komanda taip pat parodė, kad du atskirai išauginti kristalai rodė tą patį laiką, o tai rodo, kad tokius laikrodžius galima patikimai atkartoti. Komandos išankstinėje publikacijoje teigiama, kad dažniai, išmatuoti naudojant du kristalus, sutapo $$10^{-13}$$ lygiu.scmp+1

Vienos laikrodis, sukurtas TU Wien, išlaiko stabilumą pats: torio branduoliai kontroliuoja lazerio dažnį, todėl jam nereikia priklausyti nuo įprasto atominio laikrodžio. Jis veikė ilgiau nei 24 valandas be jokio žmogaus įsikišimo ir pasiekė maždaug $$10^{-15}$$ tikslumą. Tai atitinka maždaug vienos sekundės paklaidą per 30 milijonų metų.phys

„Dvi komandos dirbo nepriklausomai ir vienu metu pasiekė veikiančius torio-229 branduolinius laikrodžius, naudodamos skirtingus eksperimentinius metodus“, – Reuters sakė Tsinghua fizikas Shiqian Dingas. Jis pridūrė, kad rezultatas rodo, jog „koncepcija yra patikima“.reuters

Vis dar nepasiekia rekordo

Geriausi šiuolaikiniai atominiai laikrodžiai per milijardus metų vėluoja arba skuba tik apie vieną sekundę. TU Wien atstovas Thorstenas Schummas teigė, kad technologija vis dar „toli nuo tikslinio našumo“. Jis pažymėjo, kad abu laikrodžiai turi papildomų stiprybių: „Vienos laikrodis turi šiek tiek geresnius torio kristalus… o Pekino komanda turi galingesnį lazerį. Taigi, sujungę šiuos komponentus, galime sukurti žymiai geresnį laikrodį“.reuters

Atomo branduoliai yra tūkstančius kartų mažesni už visus atomus, todėl jie mažiau reaguoja į išorinius trikdžius, įskaitant elektrinius laukus. Schummas Australijos ABC News sakė, kad jo komanda ateityje planuoja sukurti „mikroschemos dydžio įrenginį“.english.elpais+2

Įrankis fizikai

Galimas pritaikymas apima palydovinę navigaciją, duomenų sinchronizavimą ir geodezinius matavimus. Victoras Flambaumas, Naujojo Pietų Velso universiteto fizikas, nedalyvavęs šiame darbe, teigė, kad laikrodžiai galėtų pakankamai tiksliai aptikti gravitacijos poveikį laikui, kad padėtų kasybos žvalgyboje. Vienos komanda savo laikrodį naudojo tamsiosios materijos paieškoms. Nors jos nerado, eksperimento metu laikrodis veikė taip pat gerai, kaip ir geriausi atominiai laikrodžiai.abc+1

„Tai suteikia prieigą prie visiškai naujos fizikos visatos“, – sakė Schummas.reuters