Ученые UCLA обошли главную угрозу создания ядерных часов трюком ювелира

Физики предложили способ существенно упростить ...

freepik.com

Физики из Калифорнийского университета в Лос‑Анджелесе (UCLA) предложили способ существенно упростить и удешевить создание перспективных ядерных часов. Как сообщает SciTechDaily, им удалось решить одну из главных проблем этой технологии — острую нехватку особого изотопа тория‑229 — с помощью классической ювелирной техники гальванического осаждения металлов.

Ранее та же группа учёных добилась ключевого результата: ядра радиоактивного тория смогли поглощать и излучать фотоны подобно тому, как это делают электронные оболочки. Это открыло путь к созданию часов нового типа, основанных не на переходах электронов, а на переходах в самом атомном ядре, что теоретически обеспечивает ещё большую стабильность хода. Однако для проведения экспериментов приходилось выращивать специальные прозрачные кристаллы, в которые встраивались атомы тория. На это уходили годы, требовались сложные установки и сравнительно большие объёмы дефицитного изотопа.

Новый подход снимает сразу несколько ограничений. Учёные применили гальванику — метод, известный с XIX века и широко используемый для позолоты и серебрения украшений. При помощи электрического тока они нанесли ультратонкий слой тория на поверхность обычной нержавеющей стали. Это позволило сократить потребление изотопа примерно в тысячу раз при сохранении сопоставимого физического эффекта.

Главным неожиданным результатом стало то, что носитель для ядерных переходов вовсе не обязательно должен быть прозрачным. Исследователи показали, что лазерный свет способен возбуждать ядра тория, находящиеся на поверхности непрозрачного металла. В этом случае энергия излучения проявляется не в виде испускаемых фотонов, а как поток электронов, который можно прямо регистрировать как электрический сигнал. Такая схема делает потенциальные ядерные часы компактнее и технологически проще.

Разработчики считают, что в будущем подобные устройства смогут превзойти современные атомные часы по точности и устойчивости к внешним воздействиям. Это особенно важно для навигации там, где недоступен GPS, — например, для подводных лодок или космических аппаратов. Сверхточные ядерные часы также могут использоваться для синхронизации энергосетей, телекоммуникационных систем и для тонких тестов фундаментальных физических теорий, сообщают Интересные новости.