Ученые разработали уникальные ядерные часы, которые способны показывать время с невероятной точностью, ошибаясь всего на одну секунду за 30 миллионов лет. Эти часы основаны на использовании атомов, что позволяет им обеспечивать стабильность и точность, превосходящие традиционные механические и кварцевые устройства. Исследования в этой области могут привести к значительным прорывам в таких сферах, как навигация, связь и фундаментальная физика.
Что обеспечило выдающийся успех венских ученых в создании ядерных часов?
Исследователи из Венского технологического института разработали ядерные часы, способные самостоятельно корректировать свои погрешности и функционировать более суток без человеческого вмешательства.
В этих часах используются ядерные переходы тория, что позволяет достичь более высокой точности измерений времени, как сообщается в свежем исследовании, опубликованном в журнале Nature.
Как функционируют ядерные часы и почему они способны на самонастройку?
Лазерные часы измеряют время с помощью светового луча, однако различные факторы, такие как температура, могут вызвать небольшие изменения в частоте лазера.
Чтобы устранить эту проблему, ученые внедрили в устройство специальный кристалл с атомами тория.
Для измерения времени традиционно используются энергетические уровни электронов атомов.
Но торий привлек внимание ученых на протяжении десятилетий из-за своего уникального свойства: два его ядерных энергетических уровня находятся на удивительно близком расстоянии друг к другу, что позволяет лазерному лучу легко переводить ядро из одного состояния в другое.
Новый прототип использует это физическое явление для самостабилизации следующим образом:
-
Ядра тория поглощают лазерный свет только на строго определенной частоте.
-
Если частота лазера начинает изменяться, поглощение света снижается.
-
Часы фиксируют это снижение и автоматически корректируют работу лазера без необходимости подключения к другим эталонным устройствам.
Читайте больше: Луна могла сформироваться всего за 5 часов: ученые пересмотрели взгляды на происхождение спутника Земли
Почему ядерные технологии обеспечивают большую точность, чем атомные?
Измерения, проведенные в течение суток, показали, что точность прототипа составляет примерно 10^-15. Это означает, что часы могут ошибиться всего на одну секунду за 30 миллионов лет.
Хотя этот результат пока уступает лучшим мировым образцам оптических атомных часов, для первого устройства такого типа это является выдающимся достижением, отмечают исследователи.
«Основное преимущество заключается в том, что атомные ядра значительно меньше целых атомов — более чем в 10 000 раз. Это делает их гораздо менее чувствительными к внешним воздействиям, что увеличивает надежность всей системы», — подчеркивают исследователи.
В будущем команда планирует значительно повысить точность устройства, используя более мощные лазеры и качественные кристаллы тория.
Еще больше интересного:
- «Идеальный дом в космосе»: ученые назвали самое безопасное место для жизни во Вселенной
- Ученые разоблачили виртуальный сексизм: женским ИИ-аватарам платят меньше
Вам также может понравиться
