Ученые приблизились к разработке сверхточных ядерных часов, которые будут еще точнее, чем атомные часы. Создание ядерных часов поможет не только по-другому посмотреть на время, но и по-новому исследовать структуру Вселенной. Подробное исследование публикует журнал Nature.
Надежность и точность атомных часов намного выше, чем у обычных часов, которые идут благодаря вибрации кварцевых кристаллов. Атомные часы уже много лет используют в навигации, исследовании космоса и в международном времени. Этот тип часов работает настолько точно, что ошибка в одну секунду накапливается в них за 2,5 триллиона лет. Точность и стабильность атомных часов уже дали ученым важные инструменты для изучения землетрясений.
Ученые из США, Германии, Австрии и Швейцарии исследовали временной переход в ядре тория-229. Они стабилизировали процесс с помощью атомных часов. Затем они измерили частоту энергетических импульсов, воздействующих на ядро, с помощью оптической частотной гребенки. Анализ полученных спектров позволил выявить точное значение частоты переходов в ядре тория. Получилось 2020407384335 килогерц, что примерно на шесть порядков точнее результатов предыдущих исследований.
Автор исследования Чжан Цюанькунь в интервью телеканалу CNN объяснил, как ядерные часы могут помочь науке. Если ученые будут использовать ядерные часы наряду с атомными, то они смогут провести сравнение частот. В частности, исследователи смогут понять, действительно ли фундаментальные физические константы настолько постоянны в своих значениях или они выходят на уровни, которые недоступны для измерения даже с современными технологиями.
Цюанькунь добавил, что ядерные часы вкупе с атомными могут также помочь в изучении темной материи — субстанции, которая составляет 80% пространства Вселенной, но которая никогда непосредственно не измерялась.
Ученые обещают, что потенциально ядерные часы будут стабильнее и точнее атомных, а еще их можно будет легко носить с собой. В отличие от атомных, им для функционирования может не потребоваться специальных условий, таких как вакуум, экстремальное охлаждение или мощная защита от магнитных и электрических помех.
