Фасцинантна нова техника постигната во мерењето на времето, ова може да ги промени ОСНОВНИТЕ ИДЕИ за вселената: Тие грешат за една секунда во милијарда години

Американските физичари развија нова техника која може да го унапреди развојот на нуклеарни часовници, значително попрецизна од сегашните атомски часовници. Таквото прецизно време може да ја подобри верификацијата на постоечките теории, да го олесни напредокот во навигацијата и комуникацијата во длабоката вселена. Ова достигнување беше претставено во списанието Physical Review Letters.

Нуклеарни часовници

Сегашните атомски часовници користат осцилации на електрони, кои се движат помеѓу различни енергетски состојби под влијание на електромагнетни бранови. Нуклеарните часовници се потпираат на побудување на неутроните во јадрото на атомот со ласер. Електроните во атомските часовници, како оние во атомите на цезиум, се иницирани од микробранови, се движат на повисоко енергетско ниво и по одредено време емитуваат фотон и се враќаат на пониско ниво. Оваа фреквенција на осцилации овозможува прецизно мерење на времето.

На пример, еден од најпрецизните атомски часовници се заснова на атоми на цезиум-133 и се мери како 9.192.631.770 циклуси на осцилација во една секунда, што значи дека цезиумскиот часовник е погрешен за помалку од секунда во 20 милиони години.

Грешат една секунда во милијарда години

Најдобрите тековни часовници се оптички атомски часовници, кои користат зрачење во видливиот дел од спектарот наместо микробранови. Оптичките часовници користат атоми како стронциум и можат да мерат со прецизност што би изгубила само една секунда на секои 30 милијарди години, што е подолго од староста на универзумот.

Предности на нуклеарни часовници

Нуклеарните часовници би можеле да бидат уште попрецизни бидејќи нивната фреквенција на осцилации би била многу поголема. Имено, неутроните и протоните во јадрото се помалку изложени на пореметувања од околината во споредба со електроните, што ги прави осцилациите постабилни и побрзи. Проценките сугерираат дека нуклеарниот часовник на ториумот би можел да биде исклучен за помалку од една секунда на секои сто милијарди години. Ториумскиот часовник детектира осцилации на околу 2000 THz, што е приближно 200.000 пати побрзо од цезиумските часовници.

Решение за долгогодишен проблем

Физичарите со децении се обидуваат да ги растревожат неутроните во јадрото на атомот. Проблемот беше што на електромагнетните бранови им беше тешко да се пробијат до јадрото поради реактивните електрони. Тимот од UCLA го надмина овој проблем со користење на проѕирен кристал богат со флуор во кој атомите на ториум-229 можеа да апсорбираат и емитуваат фотони. Ова овозможува прецизно мерење на промената на енергијата во јадрото.

Ерик Хадсон од UCLA верува дека новата технологија може да најде примена во екстремна прецизност на мерењето на времето. Нуклеарните часовници, за разлика од големите атомски часовници базирани на електрони, би можеле да бидат помали, поробусни и попреносливи.

Нуклеарните часовници отвораат нови можности за проучување на варијации во основните константи на природата, како што се Планковата константа и брзината на светлината. Прецизните мерења би можеле целосно да го променат нашето разбирање за универзумот, особено во однос на константата на фината структура и нејзините можни варијации во различни делови на универзумот.