Ученые активируют первые в мире ядерные часы с ядром тория и исследуют темную материю
Ученые объявили, что первые в мире функциональные ядерные часы начали работать, что означает значительный прогресс в способности измерять время с беспрецедентной точностью. Эта многообещающая разработка потенциально может переопределить наше восприятие Вселенной, открыв двери для изучения до сих пор неправильно понятых космических явлений, таких как природа темной материи или стабильность фундаментальных физических констант с течением времени. Необычайная стабильность, ожидаемая от этих устройств, выходит за рамки возможностей нынешних атомных часов и позволяет проверять фундаментальные теории с никогда ранее не достигнутым разрешением.
Инновационная технология, лежащая в основе этого механизма, основана на использовании ядер атомов вместо электронных переходов, используемых в обычных атомных часах. В то время как атомные часы используют частоту колебаний электронов, вращающихся вокруг ядра, эта новая система использует энергетический переход внутри самого ядра. Этот подход обеспечивает превосходную устойчивость к внешнему вмешательству, поскольку атомные ядра гораздо более изолированы и менее восприимчивы к магнитным полям и изменениям температуры.
Ожидается, что точность, достигнутая ядерными часами, позволит нам раскрыть глубокие тайны Вселенной. Данные, полученные с помощью этого передового инструмента, могут помочь исследователям обнаруживать бесконечно малые изменения в законах физики, искать признаки темной материи или темной энергии и даже проверять теорию общей теории относительности Альберта Эйнштейна в экстремальных условиях. Поиск этих тонких аномалий требует столь точного измерения времени, которое могут обеспечить только такие технологии, как ядерные часы, служащие важным инструментом для развития научных знаний.
Усовершенствованный механизм атомного хронометража
В работе ядерных часов используется явление, известное как ядерный переход тория-229 (Th-229), изотопа, который имеет исключительно низкоэнергетическое состояние в своем ядре. Это возбужденное состояние, известное как ядерный изомер, особенно интересно, поскольку энергия, необходимая для его активации или деактивации, соответствует частоте ультрафиолетового спектра, которой можно управлять с помощью лазера. Небольшая разница в энергии делает Th-229 идеальным кандидатом на роль стабильного генератора, функционирующего как высокочастотный ядерный маятник.
Leia Também
Где смотреть матч ЮАР – Канада в прямом эфире на чемпионате мира по футболу 2026 года?
В результате крушения самолета Saudi Aramco возле нефтяного терминала в Саудовской Аравии погибли 14 человек
Португальская газета критикует игру Криштиану Роналду в жеребьевке Португалии; Диого Кошта избран самым ярким игроком
Превосходная стабильность ядерных часов по сравнению с оптическими атомными часами, которые и без того чрезвычайно точны, заключается в экранированной природе атомного ядра. Ожидается, что они смогут достичь точности, в 100 раз превышающей точность самых совершенных атомных часов, что позволит измерять время, которое будет терять всего одну секунду каждые сотни миллиардов лет. Эта способность имеет решающее значение для фундаментальных физических экспериментов, направленных на обнаружение мельчайших возмущений в пространстве-времени.
Горизонты физики и точности постоянно расширяются
Благодаря этой технологической вехе научное сообщество видит новые горизонты для исследований в различных областях физики. Команды ученых по всему миру, которые десятилетиями работали над разработкой этой технологии, теперь смогут продвинуться вперед в экспериментах, которые раньше были только теоретическими. Ядерные часы будут служить миниатюрной лабораторией для изучения фундаментальных взаимодействий материи, изучения возможности того, что природные константы, считающиеся фиксированными, на самом деле могут слегка меняться со временем или в разных местах космоса.
Интеграция ядерных часов в глобальные сети может привести к созданию еще более надежной инфраструктуры времени, что будет иметь практические последствия для передовых навигационных систем, спутниковой связи и дистанционного зондирования с высоким разрешением. Хотя его основным применением являются фундаментальные исследования, достижения в области точного времени исторически приводили к долгосрочным технологическим выгодам для общества. Активация этого первого прототипа представляет собой фундаментальный шаг на пути к преобразованию науки измерения времени и расширению границ нашего понимания Вселенной.
