Вчені представили перший у світі ядерний годинник. Пристрій відліку часу виготовлено з атомних ядер торію. З розвитком цієї технології вона має перевищити точність використовуваних сьогодні атомних годинників.
Час з технічної точки зору – це інтервал коливання якогось об’єкту. Наприклад, в маятникових годинниках цей інтервал задають коливання маятника. У вашому електронному годиннику, смартфоні чи комп’ютері час відстежується коливаннями крихітної пластинки – кварцевого резонатора.
Для сучасної науки та техніки навіть найкращий кварцевий резонатор надає дуже низьку стабільність коливань. Тому людство синхронізується за допомогою атомних годинників.
Атомні годинники використовують лазерне світло, щоб змусити електрони, що обертаються навколо атомів, стрибати між енергетичними рівнями. Відстеження тривалості таких стрибків працює у ролі коливального маятника. Однак вимірювання стрибків електронів може відбуватися з похибкою внаслідок існування навколишніх магнітних полів.
«Ядерний» годинник, який відзначає плин часу за допомогою сигналів від ядра атома, представила Команда дослідників під керівництвом вчених з JILA, об’єднаного інституту Національного інституту стандартів і технологій (NIST).
«Уявіть собі годинник, який не втратить жодної секунди, навіть якщо ви залишите його працювати мільярди років», — сказав Джун Є, фізик з NIST і JILA, у випуску NIST. «Хоча ми ще не зовсім там, це дослідження наближає нас до цього рівня точності».
Ядерний годинник відчуває менше навколишнього шуму, ніж атомний годинник, оскільки його робота не залежить від вимірювання електронів, на які впливають навколишні електромагнітні поля.
Але щоб змусити ядро зробити необхідні енергетичні стрибки для відліку часу, вчені зазвичай мають підірвати ядро спеціально створеним рентгенівським випромінюванням . Ось чому цей ядерний годинник працює на торії: його ядру потрібне лише ультрафіолетове світло, щоб здійснювати стрибки енергії.
«За допомогою цього першого прототипу ми довели: торій можна використовувати як хронометриста для надвисокоточних вимірювань», — сказав член команди Торстен Шумм, фізик Віденського технічного університету, в університетському випуску . «Все, що залишилося зробити, — це технічний розвиток, і більше не очікується серйозних перешкод».
Нещодавно представлений ядерний годинник не є більш точним, ніж найкращі сьогодні атомні годинники, але Шумм сказав, що його команда повинна випередити ці пристрої вимірювання часу за кілька років. «Перші автомобілі не були швидшими за карети. Усе це стосувалося впровадження нової концепції», – сказав Шумм. «І саме цього ми досягли з ядерним годинником».
У липні інша команда дослідників представила найточніший атомний годинник. Цей атомний годинник втрачає одну секунду кожні 30 мільярдів років. Для масштабу нашому Всесвіту ще немає 14 мільярдів років, а Землі ще не виповнилося 5 мільярдів.
Всесвітній координований час визначається за атомним годинником. Але чи потрібна така точність? Ми не плануємо нашу ранкову поїздку на роботу до мілісекунди, а точні наручні годинники завжди були скоріше символом престижу, ніж практичної необхідності. Чому так важливо знати точний час і наскільки він точний сьогодні?
