Физики работают над созданием часов с точностью до секунды в 300 млрд лет

Физики вызвали ядерный резонанс в атомах скандия для создания сверхточных атомных часов.

Международная исследовательская группа разработала точный генератор импульсов на рентгеновском лазере XFEL для создания атомных часов нового поколения. Устройство на основе ядер атомов скандия обеспечивает погрешность в одну секунду за 300 млрд лет. Это в 1 000 раз точнее существующего стандарта на основе электронов атомов цезия.

Существующие атомные часы используют электроны в атомной оболочке химических элементов, таких как цезий, в качестве генератора импульсов для определения времени. Эти электроны можно поднять на более высокий энергетический уровень с помощью микроволн известной частоты. 

Атомные часы излучают микроволны на атомы цезия и регулируют частоту излучения так, чтобы поглощение микроволн было максимальным. Этот эффект называется резонансом. Кварцевый генератор, генерирующий микроволны, можно поддерживать с помощью резонанса настолько стабильным, что цезиевые часы работают с точностью до одной секунды в течение 300 млн лет.

В новом исследовании ученые работали над ядерным резонансом — в качестве генератора импульсов они использовали переходы в атомном ядре, а не в электронной оболочке. Ядерные резонансы гораздо острее и обеспечивают большую точность, но и их гораздо труднее возбудить.

С помощью лазера XFEL исследователям удалось возбудить многообещающий переход в ядре элемента скандия, который легко доступен в виде металлической фольги высокой чистоты или в виде сложного диоксида скандия. Рентгеновское излучение с энергией 12,4 кэВ и шириной 14 фэВ обеспечивает точность 1:10 000 000 000 000. «Это соответствует одной секунде за 300 млрд лет», — говорит Ральф Релсбергер, соавтор исследования.

Научный потенциал скандиевого резонанса был выявлен более 30 лет назад, но до сих пор не было источника рентгеновского излучения, который светил бы достаточно ярко в узкой линии скандия с энергией 1,4 феВ, отмечают исследователи. Прорыв в области резонансного возбуждения скандия и точное измерение его энергии открывают возможности не только для создания ядерных часов, но и для сверхточной спектроскопии и прецизионного измерения фундаментальных физических эффектов.


Читать далее:

Микробиологи пересматривают происхождение сифилиса в Европе: Колумб не виноват

Посмотрите на неуловимого кальмара у Галапагосских островов: его засняли живым впервые за 18 лет

Ученые объяснили, почему пожилым людям стоит пить кофе

На обложке: художественная иллюстрация ядерных часов. Изображение: European XFEL/Helmholtz Institute Jena, Tobias Wüstefeld/Ralf Röhlsberger

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
ИИ восстановил имя автора свитка, который пережил последний день Помпеи
Наука
Частный лунный модуль вышел на орбиту спутника после двух месяцев полета
Космос
Предок тираннозавра «иммигрировал» в Америку из Азии, считают ученые
Наука
Обновленный Gemini 2.5 Pro от Google возглавил рейтинг ИИ для разработчиков
Новости
Ученые решили проблему, которая мешала запуску термоядерных реакторов почти 70 лет
Наука
Китайское «супероружие» для подводных диверсий оказалось не таким, как считалось
Новости
Отключение мобильного интернета в Москве: какие последствия для бизнеса
Новости
Киберполиция назвала новые схемы мошенников: как они воруют аккаунты на «Госуслугах»
Новости
Хокинг предсказал гибель Земли: оказалось, НАСА сочло угрозу реальной
Наука
Создатель Ethereum признал свои ошибки и решил изменить криптовалюту
Новости
«Ред ОС 8» заработала на Arm-платформах — теперь и на «Байкале»
Новости
Компания Цукерберга использовала уязвимость подростков для рекламы
Новости
Старая модель не работает: ученые ищут новые объяснения устройства Вселенной
Космос
Пыльцевая буря накрыла центр России: что это и как защититься аллергикам
Наука
3400-летние артефакты загадочного племени нашли на вершине потухшего вулкана в Венгрии
Наука
На 3D-принтере напечатали электрод, который работает эффективнее ЭЭГ
Наука
Древесная стружка и ветки: открыт необычный способ мумификации с удивительной эффективностью
Наука
Физики MIT наблюдали квантовые взаимодействия между атомами
Наука
В Перми предложили способ очистки побережья от последствий разлива нефти
Наука
«Уэбб» заглянул сквозь дымку, окутывающую популярные и загадочные экзопланеты
Космос