Αυστρία και Κίνα: επιστήμονες κατασκευάζουν τα πρώτα πυρηνικά ρολόγια στον κόσμο

Επιστήμονες ανέπτυξαν τα πρώτα πυρηνικά ρολόγια στον κόσμο, τα οποία, όπως λένε, θα μπορούσαν να ξεκλειδώσουν τα θεμελιώδη μυστήρια της φυσικής.

ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ

ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ

Τα δύο αυτά όργανα είναι η πιο πρόσφατη γενιά ατομικών ρολογιών, που μετρούν τον χρόνο παρακολουθώντας το φως και αξιοποιώντας μεταβάσεις που συμβαίνουν μέσα στον πυρήνα του ατόμου, στις οποίες εμπλέκονται πρωτόνια και νετρόνια.

Τα ατομικά ρολόγια χρησιμοποιούνται για ακριβείς μετρήσεις του χρόνου και κατασκευάστηκαν για πρώτη φορά το 1949· παρά το όνομά τους, δεν χρησιμοποιούν πυρηνική σύντηξη ή σχάση.

Μέχρι σήμερα, τα καλύτερα ρολόγια στον κόσμο βασίζονταν σε ηλεκτρόνια που μεταπηδούν ανάμεσα σε ενεργειακά επίπεδα στα άτομα, όμως η νέα ανακάλυψη έδειξε ότι το σημείο αναφοράς ενός ρολογιού μπορεί να προέρχεται και από τον ίδιο τον πυρήνα.

Οι ερευνητικές ομάδες του κινεζικού πανεπιστημίου Tsinghua, άλλων ιδρυμάτων στη χώρα και του αυστριακού TU Wien παρουσίασαν ξεχωριστά τα επιτεύγματά τους σε δύο άρθρα που δημοσιεύθηκαν την Τετάρτη στο Nature (πηγή στα Αγγλικά).

Το ρολόι χρησιμοποιεί θόριο-229, ένα σπάνιο άτομο του οποίου ο πυρήνας μπορεί να αλλάζει ενεργειακή στάθμη με τη βοήθεια υπεριώδους φωτός από λέιζερ. Πρόκειται για τον μόνο πυρήνα που είναι γνωστός ότι λειτουργεί με αυτόν τον τρόπο.

Η ομάδα κατασκεύασε ένα λέιζερ που παράγει υπεριώδες φως στα 148,4 νανόμετρα και το έστρεψε σε μικρούς κρυστάλλους φθοριούχου ασβεστίου που περιείχαν θόριο-229.

Το βασικό εύρημα ήταν ότι τα πυρηνικά ρολόγια λειτούργησαν. Το λέιζερ παρέμεινε «κλειδωμένο» στον πυρήνα του θορίου-229 και διατήρησε σταθερή μέτρηση του χρόνου, επιτυγχάνοντας ακρίβεια της τάξης του ενός προς 10⁻¹⁵ για τη διάρκεια της δοκιμής.

Η ακριβής χρονομέτρηση είναι ζωτικής σημασίας για καθημερινές τεχνολογίες όπως η δορυφορική πλοήγηση και οι τηλεπικοινωνίες, και τα πυρηνικά ρολόγια θα μπορούσαν να κάνουν αυτά τα συστήματα ακόμη πιο ακριβή.

Σύμφωνα με τη μελέτη, θα μπορούσαν επίσης να αποδειχθούν σημαντικά για τη βασική φυσική, χωρίς όμως να διευκρινίζονται οι ακριβείς χρήσεις.