Учени във Виена и Пекин представиха първите действащи ядрени часовници в света

Научни екипи във Виена и Пекин независимо един от друг създадоха първите действащи ядрени часовници в света - постижение, което може да доведе до ново поколение свръхточни устройства за измерване на времето и да даде нови възможности за изследване на фундаменталната физика, съобщи Ройтерс.
Двата екипа представиха резултатите от работата си в научни публикации в списание „Нейчър“. Според учените ядрените часовници имат потенциала в бъдеще да надминат по точност най-добрите конвенционални атомни часовници, макар че засега все още не достигат техните показатели.
Ядрените часовници са следващо поколение атомни часовници, каквито съществуват още от 1949 година. При конвенционалните атомни часовници времето се измерва чрез лазери или микровълни, които предизвикват преходи на електрони между определени енергийни нива. При ядрените часовници се използват преходи вътре в самото атомно ядро.
И двата разработени часовника използват изотопа торий-229, вграден в кристали от калциев флуорид. При тях лазерът предизвиква преходи между енергийни състояния в атомното ядро, свързани с протоните и неутроните.
Представители на изследователите, работещи в Пекин посочиха, че двата научни екипа са създали работещи ядрени часовници независимо един от друг, което ясно показва надеждността на концепцията.
Ръководителят на виенския екип Торстен Шум от Техническия университет във Виена обясни, че създаването на ядрен часовник е цел, към която физиците се стремят от близо половин век. Неговият екип работи по разработването на технологията от 2008 г.
Според учените това може да осигури по-висока точност, тъй като атомното ядро е много по-малко от електронната обвивка и е по-слабо податливо на някои външни въздействия.
Технологията обаче все още е в ранен етап. Шум отбелязва, че ядреният часовник е далеч от целевите си работни характеристики и предстои значително усъвършенстване.
Двата екипа са постигнали различни предимства. Виенският е разработил ториеви кристали с по-висока концентрация и по-добри оптични свойства, докато китайският екип разполага с по-мощен лазер. Според Шум съчетаването на тези технологии би могло да доведе до значително подобрение на характеристиките на ядрения часовник.
Най-добрите съвременни атомни часовници са способни да натрупат отклонение от само около една секунда за милиарди години. Тяхната изключителна точност е от значение за глобалните навигационни системи, телекомуникациите и синхронизирането на различни информационни мрежи.
Изследователите смятат, че след усъвършенстването си ядрените часовници могат да бъдат използвани в сателитната навигация, синхронизирането на преноса на данни, геодезията и метеорологията.
Освен за практическите приложения новата технология може да има значение и за фундаменталната физика. Виенският екип вече е използвал своя ядрен часовник в експеримент, насочен към търсенето на тъмна материя - невидим компонент на Вселената, чието съществуване се предполага въз основата на гравитационното му въздействие върху видимата материя.
Експериментът не е довел до откриване на тъмна материя, но е показал, че ядреният часовник може да извършва измервания на ниво, сравнимо с това на най-добрите атомни часовници.