Физики разработали проект "ядерных" часов


Физики из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Йельского университета и Лос-Аламосской национальной лаборатории (все — США) представили новый вариант стандарта частоты, работающего на ядерном переходе тория-229. Точность атомных часов определяется, напомним, естественной шириной перехода, по которому ведётся отсчёт, частотой, соответствующей этому переходу, и тем, насколько низким удаётся сделать воздействие возмущающих внешних факторов. Самыми точными считаются так называемые оптические стандарты частоты и времени, работающие на переходах с частотами в петагерцевом (1015) диапазоне. В случае обычных цезиевых часов частота составляет «всего» 9, 2 ГГц.

Интересно

Знаете ли вы, что ...

Казалось бы не гоночные болиды должны опасаться городских улицы, а последние первых. Так, да не так. Дело в том, что низкое давление, возникающее между днищем болида и городской дорогой, настолько велико, что способно «вырвать» канализационный люк, прочно укрепленный в мостовую. Собственно, так однажды и случилось во время гонок по улицам Монреаля. Один из болидов, промчавшийся по улицам этого канадского города, вырвал люк, а тот, в свою очередь, «приземлился» на болид, идущий следом. Начался пожар, а гонку пришлось экстренно приостановить

Смотрите также

  • Компьютер на основе ДНК - у ... Исследователи создали логический вентиль - базовый элемент цифро ...   подробно
  • Ученые изобрели биотоливо и ... Ученые Университета Напье в Эдинбурге (Шотландия) изобрели биото ...   подробно
  • Японские ученые разработали ... Японские ученые разработали первый в мире прототип искусственног ...   подробно
  • В США состоялась презентаци ... В Стэнфордском университете США состоялась презентация нового ре ...   подробно

Новинки

другие новинки
PODClubИзобретения → Физики разработали проект "ядерных" часов


Изотоп тория 229Th имеет изомерный уровень, лежащий чрезвычайно близко к основному состоянию, всего в (7, 6 ± 0, 5) эВ от него. Столь низкая энергия соответствует малой длине волны, попадающей в область вакуумного ультрафиолета, и очень большой частоте.

Часы на ядерном переходе будут заметно отличаться от привычных атомных, в рабочей области которых находится разреженный газ: торий планируется разместить в объёме твёрдого вещества. «Поскольку ядерные переходы проявляют меньшую зависимость от внешних влияний, чем атомные, мы рассчитываем создать стандарт частоты с использованием примесных атомов 229Th в высококачественном кристалле, — рассказывает один из авторов проекта Эрик Хадсон (Eric Hudson). — Сложные и дорогие установки, занимающие целую комнату, будут заменены одним кристаллом, работающим, возможно, при комнатной температуре». Предел точности в этом случае, добавляет г-н Хадсон, будут задавать взаимодействия с электронами, определяемые изменениями температуры кристалла. «К сожалению, даже самые детальные расчёты не позволяют точно оценить значимость этого эффекта, — говорит учёный. — Можно только построить действующую модель и провести эксперимент».

Исследователи, впрочем, уверены в том, что часы в любом случае не уступят по точности современным атомным.

Стоит заметить, что частоты ядерных переходов также обладают высокой чувствительностью к изменениям некоторых физических констант — к примеру, постоянной тонкой структуры. «Они примерно на шесть порядков более чувствительны, чем электронные переходы в атомных и оптических часах, — уточняет г-н Хадсон. — Следовательно, и при не слишком высокой точности измерений мы можем установить новые, более узкие пределы варьирования констант».

В число очевидных требований к кристаллам, которые будут содержать торий, входят прозрачность в вакуумной ультрафиолетовой области спектра и химическая «совместимость» с ионами Th4+. Такие свойства демонстрируют Na2ThF6, LiCaAlF6, LiSrAlF6, LiYF4, CaF2 и ряд других кристаллов. Авторы уже создали модель часов с использованием LiCaAlF6 и более доступного, чем 229Th, изотопа 232Th.

Полная версия отчёта опубликована в журнале Physical Review Letters; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам: science.compulenta.ru