Вчені створили перший у світі ядерний годинник: шлях до невідомої фізики відкрито
Нові ядерні годинники є точнішими за атомні годинники і мають допомогти виявити невідомі фізичні явища. Їх уже використовували для дослідження темної матерії.
Використовуючи атоми торію-229, фізики з Віденського технічного університету (Австрія) створили перший у світі діючий ядерний годинник. Він відлічує час не за допомогою коливань енергії електронів, а за допомогою коливань енергії ядер атомів. Стаття з описом ядерного годинника представлена на сервері препринтів arXiv, пише ScienceAlert.
Ядерні годинники намагалися створити понад 20 років. Вони можуть забезпечити більш точне вимірювання часу та проведення експериментів, спрямованих на пошук невідомої фізики. Наразі найточнішими у світі є атомні годинники. Але вчені стверджують, що ядерні годинники є точнішими.
Атомні годинники для вимірювання часу використовують коливання електронів, які під впливом лазера переходять між різними енергетичними станами. Але ядра атомів також можуть переходити між енергетичними станами, і ці коливання ядер можна використовувати для більш точного вимірювання часу. Вперше ідея ядерного годинника з'явилася у 2003 році, і з того часу фізики намагалися створити робочу версію. Тепер їм це вдалося.
Ядерні годинники вимірюють час точніше, адже ядро атома менш схильне до впливу навколишнього середовища, ніж електрони, які обертаються навколо ядра атома. Ядерні годинники, за словами фізиків, є стабільнішими за атомні годинники, а тому дозволяють шукати нові фізичні явища та досліджувати такі загадкові явища, як темна матерія.
Перешкодою на шляху до створення діючих ядерних годинників було те, що для збудження більшості ядер атомів потрібно більше енергії, ніж можуть забезпечити навіть найпотужніші лазери. Виявилося, що ядра атомів торію-229 потребують відносно небагато енергії. Фізики створили ядерний годинник на основі ядер атомів торію-229, вбудованих у кристали фториду кальцію, пропустивши через них ультрафіолетовий лазер.
Вчені вже використовували ядерні годинники для пошуку гіпотетичних частинок надлегкої темної матерії та встановили нові обмеження для кількох моделей цієї загадкової речовини. Нагадуємо, що темна матерія займає більшу частину Всесвіту, але залишається невидимою, адже впливає на звичайну матерію лише за допомогою гравітації.
Вчені зазначають, що ядерний годинник потребує доопрацювання та вдосконалення, але незабаром він має стати найточнішим годинником у світі, перевершивши за стабільністю найкращі атомні годинники.
Інші новини науки
- Фізики знайшли докази того, що час є квантовою ілюзією. Плин часу може бути ілюзією, яка виникає внаслідок квантових взаємодій між різними частинами Всесвіту.
- Суперкомп'ютер передбачив, хто виграє Чемпіонат світу з футболу 2026 року. Розрахунки показали несподіваного фаворита турніру.