Ядреният часовник: по-точен от атомния
Последно: 19 юни 2024 г. в 10:26
Най-точните от съществуващите часовници дават грешка от 1 секунда на 300 милиона години. Изглежда достатъчно, за да пием навреме шампанското в новогодишната нощ…
Но изглежда, е намерен начин да се измерват секундите още по-точно.
Най-точният днес принцип за измерване на времето, който позволява да се изстрелват ракети, да се проследява положението на кораби в морето и на самолети във въздуха, е принципът, използван в атомните часовници, където секундите се измерват за сметка на фиксацията на преходите на електроните в атомните обвивки в състояние с по-висока и по-ниска енергия.
Честотата на тези преходи зависи от масата на атомното ядро, разликата в зарядите между атомите и електронния облак около ядрото, и състоянието на веществото. Казано по-просто, тази честота е сравнително стабилна за атомите на някои елементи при земни температури и налягания.
Но в атомното ядро също протичат колебания на енергията – и възможно тяхната честота е още по-постоянна от честотата на колебанията на енергията на електроните.
За някои елементи са фиксирани ядрени изомери – и понякога това са относително стабилни състояния, – в които ядрото притежава по-висока енергия, отколкото в основното си състояние.
Животът на ядрените изомери обикновено се изчислява на хилядни секунди, а енергиите, необходими за привеждането на ядрото във възбудено състояние, са много високи.
Но за изотопа на тория с атомна маса 229 е доказано съществуването на изомер, който живее почти минута, а енергията на прехода в по-високо енергийно състояние на ядрото е по-ниска. Всички тези свойства правят 229mTh и неговия йон 229mTh2+ потенциален материал за ядрени часовници.
Остава само да се определи честотата, с която 229mTh „прескача“ от едно състояние в друго. И да се намери начин да се съобщи тази енергия на ядрото – засега такава технология няма дори на теория.
Разбира се, ядреният часовник не ни е необходим за будилник или кухненски таймер, но той може да помогне на астрономи и физици да намерят нов смисъл за понятието време.
