Недавние достижения в технологии ядерных часов обещают переопределить точность измерения времени и открыть новые горизонты в научных исследованиях. В исследовании, опубликованном в журнале Nature, подробно рассказывается о прорыве, достигнутом командой под руководством Чуанкана Чжана и Эрика Хадсона, которые успешно создали ультратонкие слои фторида тория-229 (ThF) с помощью физического осаждения из паровой фазы. Этот инновационный метод значительно уменьшает количество необходимого материала, что открывает путь к созданию портативных моделей.
Ядерные часы, использующие уникальный низкоэнергетический ядерный переход тория-229, предлагают улучшенную стабильность по сравнению с традиционными атомными часами. Поскольку в мире доступно всего около 40 граммов тория-229, его использование исторически было ограничено. Однако новая техника позволяет создавать тонкие пленки толщиной всего 30-100 нанометров, что достаточно для наблюдения ядерного перехода при минимизации потребления материала.
Возможность интеграции ядерных часов в портативные устройства и фотонные системы представляет собой важный шаг к коммерциализации. Несмотря на достигнутый прогресс, остаются проблемы, включая необходимость улучшения эффективности ядер тория-229, участвующих в переходе, и миниатюризации ультрафиолетовых лазеров, необходимых для возбуждения.
Решение вопросов безопасности также важно, поскольку количество тория-229, используемого в этих устройствах, минимально, что значительно снижает потенциальные риски. Излучение, испускаемое торием-229, в основном является альфа-излучением, которое не может проникать в твердые материалы или человеческую кожу, что делает хорошо спроектированные устройства сопоставимыми по безопасности с существующими технологиями, использующими радиоактивные материалы.
Помимо измерения времени, ядерные часы имеют потенциал для содействия революционным исследованиям в физике. Теоретический физик Виктор Фламбаум подчеркивает их важность в изучении новых физических моделей, выходящих за пределы стандартной модели, используя ядерную энергетическую шкалу, которая в миллионы раз больше, чем у атомных часов.