Старый ювелирный трюк может изменить ядерную хронометрию
Физики создали упрощенный метод изготовления ядерных часов на основе тория, используя в 1000 раз меньше редкого материала, что открывает путь к компактным и сверхточным устройствам для навигации и науки
Короткое резюме
Международная группа учёных под руководством Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) совершила прорыв в создании ядерных часов, разработав простой и дешёвый метод нанесения тория-229 на сталь с помощью гальванического покрытия (электроосаждения). Этот подход позволил получить тот же результат, что и после 15 лет работы с хрупкими кристаллами фторида тория, но при этом используется в 1000 раз меньше редкого изотопа, мировые запасы которого оцениваются всего в 40 граммов.
Ключевым открытием стало опровержение давнего предположения о том, что для возбуждения ядра тория лазером материал-носитель должен быть прозрачным. Исследователи показали, что даже в непрозрачной металлической подложке ядра у поверхности можно возбудить, а переход энергии зафиксировать по испускаемым электронам, измеряя электрический ток — что является простейшей лабораторной процедурой.
Этот метод открывает путь к созданию компактных, надёжных и менее чувствительных к помехам ядерных часов, которые могут работать без GPS в глубоком космосе, под водой на подводных лодках, а также в энергосетях и системах связи. Сверхточные часы также позволят проводить более чувствительные тесты фундаментальных физических теорий, включая проверку постоянства констант и теории относительности Эйнштейна, что критически важно для будущих межпланетных миссий.
Упрощение технологии в 1000 раз
Новый метод электроосаждения тория на сталь требует в 1000 раз меньше редкого изотопа тория-229, чем предыдущая технология с кристаллами, и намного проще в производстве
Опровергнута ключевая гипотеза
Учёные доказали, что для возбуждения ядра тория не нужен прозрачный материал-носитель; детектировать переход можно по току от испускаемых электронов с поверхности металла
Решение проблемы навигации без GPS
Будущие компактные ядерные часы, нечувствительные к помехам, смогут обеспечивать точную навигацию в условиях недоступности сигналов GPS: под водой, в глубоком космосе или при их намеренном подавлении
Фундамент для межпланетных миссий
Высокая стабильность ядерных часов необходима для создания общепланетарной шкалы времени и точной навигации, что станет основой для постоянного присутствия человека на других планетах
Текст сгенерирован с использованием ИИ
