Головна » 2023 » Жовтень » 2 » Над створенням годинника з точністю до секунди в 300 млрд років працюють фізики

Над створенням годинника з точністю до секунди в 300 млрд років працюють фізики

Фізики викликали ядерний резонанс в атомах скандію для створення надточного атомного годинника.

Міжнародна дослідницька група розробила точний генератор імпульсів на рентгенівському лазері XFEL для створення атомного годинника нового покоління. Пристрій на основі ядер атомів скандію забезпечує похибку в одну секунду за 300 млрд років. Це в 1 000 разів точніше існуючого стандарту на основі електронів атомів цезію.

Існуючі атомні годинники використовують електрони в атомній оболонці хімічних елементів, таких як цезій, як генератора імпульсів для визначення часу. Ці електрони можна підняти на більш високий енергетичний рівень за допомогою мікрохвиль відомої частоти.

Атомний годинник випромінює мікрохвилі на атоми цезію і регулюють частоту випромінювання так, щоб поглинання мікрохвиль було максимальним. Цей ефект називається резонансом. Кварцовий генератор, що генерує мікрохвилі, можна підтримувати за допомогою резонансу настільки стабільним, що цезієвий годинник працює з точністю до однієї секунди протягом 300 млн років.

У новому дослідженні вчені працювали над ядерним резонансом — в якості генератора імпульсів вони використовували переходи в атомному ядрі, а не в електронній оболонці. Ядерні резонанси набагато гостріші і забезпечують більшу точність, але і їх набагато важче порушити.

За допомогою лазера XFEL дослідникам вдалося порушити багатообіцяючий перехід в ядрі елемента скандію, який легко доступний у вигляді металевої фольги високої чистоти або у вигляді складного діоксиду скандію. Рентгенівське випромінювання з енергією 12,4 кеВ і шириною 14 фЕВ забезпечує точність 1:10 000 000 000 000 000. «Це відповідає одній секунді за 300 млрд років», — говорить Ральф Релсбергер, співавтор дослідження.

Науковий потенціал скандієвого резонансу був виявлений більше 30 років тому, але дотепер не було джерела рентгенівського випромінювання, яке світил б досить яскраво у вузькій лінії скандію з енергією 1,4 ФЕВ, відзначають дослідники. Прорив в області резонансного збудження скандію і точне вимірювання його енергії відкривають можливості не тільки для створення ядерного годинника, але і для точної спектроскопії і прецизійного вимірювання фундаментальних фізичних ефектів.


За матеріалами: Новини сьогодні
02-10-2023
nowyny.com/
Додав: admin
Коментарі: 0
Переглядів: 1613

Коментарі

Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]