» » » Ядро атома впервые возбудили лазером: это открывает сверхточные измерения времени

Ядро атома впервые возбудили лазером: это открывает сверхточные измерения времени

Иллюстрация: Oliver Diekmann, TU Wien

Физики из Венского технического университета и Национального института метрологии Брауншвейга впервые с помощью лазера изменили энергетическое состояние атомного ядра, а затем точно измерили энергию перехода. Это открытие объединяет квантовую и ядерную физику, открывая путь для создания сверхточных ядерных часов, пишет «Хайтек».

Манипулируя атомами или молекулами с помощью лазера, физики умеют переключать квантовые состояния. Однако долгое время казалось невозможным применить эти методы к атомным ядрам. «Обычно для перехода атомного ядра из одного состояния в другое требуется гораздо больше энергии — по крайней мере, в тысячу раз больше энергии электронов в атоме или молекуле», — объясняет Торстен Шумм, руководитель исследования.

Еще в 1970-е годы физики предположили, что может существовать особое атомное ядро торий-229, которым легко манипулировать с помощью лазера. Два энергетических состояния у него настолько близко расположенных, что достаточно лазера для переключения между ними. Но долгие время ученым не удавалось рассчитать правильную энергию для перехода.

Физики разработали кристаллы, в которые включено большое количество атомов тория. Хотя это было сложно реализовать технически, кристаллы позволяли поражать лазером примерно 10¹⁷ ядер тория одновременно. Большое количество ядер тория усилило эффект, сократив необходимое время измерения и увеличив вероятность обнаружения энергетического перехода — энергии, необходимой для перехода.

21 ноября 2023 года ученые впервые добились успеха: они подобрали правильную энергию перехода тория и зафиксировали четкий сигнал. Лазерный луч изменил состояние атомного ядра. После тщательного изучения и оценки результатов, информация об открытии опубликована в журнале Physical Review Letters.

Атомные ядра — идеальные квантовые объекты для точных измерений: они намного меньше атомов и молекул и поэтому гораздо менее восприимчивы к внешним возмущениям, таким как электромагнитные поля. Поэтому измерения можно будет проводить с беспрецедентной точностью, объясняют авторы исследования.

Управляя переходами, можно с рекордно высокой точностью измерить время и создать ядерные часы. Кроме того, гравитационное поле Земли теоретически можно будет проанализировать настолько точно, что можно будет указать на наличие минеральных ресурсов или землетрясений. Также этот метод подойдет для проверки неизменности физических констант.



ДРУГИЕ НОВОСТИ

Комментарии

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ / КОММЕНТИРУЕМОЕ
  1. Apple представила обновленные iPad Pro и iPad Air
  2. Геологи обнаружили древний вулканизм на обратной стороне Луны
  3. Биологи узнали, зачем попугаи убивают и усыновляют птенцов друг друга
  4. На Солнце произошла одна из мощнейших за 25 лет вспышек
  5. Google представила смартфон со встроенной нейросетью
  6. Скупка iPhone в Минске - однозначно Sn1.by
  7. Какая страна выделена на глобусе?
  8. Bentley сделала особую Bentayga с карбоновыми колёсами
  9. Основные методы умягчения воды
  10. Белорусский Belgee X50 вошел в топ-10 самых продаваемых кроссоверов в России
Как работать на себя с 2023 года? Вот что рассказали в МНС
Как работать на себя с 2023 года? Вот что рассказали в МНС
В Министерстве по налогам и сборам сообщили, что сейчас готовится проект постановления правительства и там будет определен Читать далее
В каких случаях водитель должен брать с собой медсправку?
В каких случаях водитель должен брать с собой медсправку?
Новшества касаются в том числе и перечня документов, которые обязан возить с собой водитель. Читать далее
Все новости
Галерея