Наука

Ядерний годинник стабілізували за допомогою атомних

Уточнення частоти переходу в ядрі торію-229 наблизило розробку портативного ядерного годинника для прецизійних вимірювань і фундаментальних досліджень.

Фізики вперше з надзвичайною точністю визначили частоту переходу між енергетичними рівнями в ядрі торію-229, наблизивши створення портативного надточного ядерного годинника.

У своїх дослідженнях вчені використали атомний годинник на основі стронцію-87 для стабілізації частотних вимірювань ядерного переходу торію-229. Ядерний годинник має потенціал для набагато більшої стійкості до зовнішніх впливів порівняно з атомним годинником, який чутливий до електромагнітних збурень. Результати експерименту дозволили уточнити частоту переходу з точністю, що перевищує попередні дані майже на шість порядків, досягаючи значення 2020407384335 кілогерц.

Дослідницька група, до якої входили вчені з Національного інституту стандартів і технологій (NIST) і університетів кількох країн, провела експеримент у спеціальній установці, де інфрачервону частотну гребінку стабілізували за допомогою атомного годинника, а потім перетворювали частоту на вакуумний ультрафіолет із довжиною хвилі 148,3 нанометра. Ця частота порушувала енергетичний перехід у ядрі торію-229, який був вмонтований у кристал фториду кальцію, охолоджений до температури -123°C.

Окрім уточнення частоти, вчені дослідили ядерну квадрупольну структуру, що виникає через взаємодію ядра торію з електростатичним полем кристалічної решітки. В спектрограмі також були виявлені два слабкі піки, природу яких ще належить з’ясувати.

Отримані результати мають потенціал для прискорення розробки компактного і надточного ядерного годинника, який може використовуватися для прецизійних вимірювань та фундаментальних досліджень. Окрім цього, дослідження можуть зацікавити матеріалознавців для подальшого вивчення квадрупольних розщеплень, пов’язаних із властивостями речовини.

Back to top button