Ученые представили первые в мире ядерные часы. Устройство отсчета времени изготовлено из атомных ядер тория. С развитием этой технологии она должна превысить точность используемых сегодня атомных часов.
Время с технической точки зрения – это интервал колебания какого-либо объекта. К примеру, в маятниковых часах этот интервал задают колебания маятника. В ваших электронных часах, смартфоне или компьютере время отслеживается колебаниями крошечной пластинки – кварцевого резонатора.
Для современной науки и техники даже самый лучший кварцевый резонатор придает очень низкую стабильность колебаниям. Поэтому человечество синхронизируется с помощью атомных часов.
Атомные часы используют лазерный свет, чтобы заставить вращающиеся вокруг атомов электроны прыгать между энергетическими уровнями. Отслеживание длительности таких скачков работает в качестве колебательного маятника. Однако измерение скачков электронов может происходить с погрешностью вследствие существования окружающих магнитных полей.
«Ядерные» часы, отмечающие течение времени с помощью сигналов от ядра атома, представила Команда исследователей под руководством ученых из JILA, объединенного института Национального института стандартов и технологий (NIST).
«Представьте себе часы, которые не потеряют ни секунды, даже если вы оставите их работать миллиарды лет», — сказал Джун Е, физик из NIST и JILA, в выпуске NIST. «Хотя мы еще не совсем там, это исследование приближает нас к этому уровню точности».
Ядерные часы ощущают меньше окружающего шума, чем атомные часы, поскольку их работа не зависит от измерения электронов, на которые влияют окружающие электромагнитные поля.
Но чтобы заставить ядро ??совершить необходимые энергетические скачки для отсчета времени, ученые обычно должны взорвать ядро ??специально созданным рентгеновским излучением. Вот почему эти ядерные часы работают на тории: его ядру нужен только ультрафиолетовый свет, чтобы совершать прыжки энергии.
«С помощью этого первого прототипа мы доказали: торий можно использовать как хронометрист для сверхвысокоточных измерений», — сказал член команды Торстен Шумм, физик Венского технического университета, в университетском выпуске. «Все, что осталось сделать, – это техническое развитие, и больше не ожидается серьезных препятствий».
Недавно представленные ядерные часы не являются более точными, чем лучшие сегодня атомные часы, но Шумм сказал, что его команда должна опередить эти устройства измерения времени за несколько лет. «Первые автомобили не были быстрее карет. Все это касалось внедрения новой концепции», – сказал Шумм. «И именно этого мы добились с ядерными часами».
В июле другая команда исследователей представила самые точные атомные часы. Эти атомные часы теряют одну секунду каждые 30 миллиардов лет. Для масштаба нашей Вселенной еще нет 14 миллиардов лет, а на Земле еще не исполнилось 5 миллиардов.
Всемирное координированное время определяется по атомным часам. Но нужна ли такая точность? Мы не планируем нашу утреннюю поездку на работу в миллисекунду, а точные наручные часы всегда были скорее символом престижа, чем практической необходимости. Почему так важно знать точное время и насколько оно точно сегодня?
