Atominius laikrodžius pakeis branduoliniai?

Atominiai laikrodžiai yra visuotinės padėties nustatymo sistemos pagrindas, jie nustato oficialų sekundės ilgį.

Jie naudoti ir sekant subatomines daleles, kurios, kaip teigiama, keliavo didesniu nei šviesos greičiu, rašo NewScientist.com.

Tačiau dabar šis „pagrindinis“ laikrodis turi konkurentą. Naujas branduolinių laikrodžių gamybos metodas leidžia manyti, kad šie prietaisai galėtų būti 60 kartų tikslesni nei atominiai.

Branduolinis laikrodis dar nesukurtas, tačiau jo sumanymo esmė – naudoti atomų branduolį kaip kamertoną. Branduolys pereis į aukštesnę energijos būseną, tuomet grįš atgal ir vėl pereis tik tuomet, jei bus paveiktas labai tikslaus dažnio šviesa. Lazerį sureguliuoti taip, kaip jis sukeltų šiuos šuolius – būdas nustatyti jo dažnį fenomenaliai tiksliai. Šis dažnis taip pat būtų naudojamas kaip laikrodžio tiksėjimas laikui matuoti.

Panašus metodas naudojamas atominiuose branduoliuose, tik čia kinta elektronų, skriejančių aplink branduolį, energija. Tiksliausi atominiai laikrodžiai nuo Didžiojo sprogimo nukrypo maždaug 4 sekundes. Teigiama, kad branduoliniai laikrodžiai galėtų būti dar tikslesni. Atominiuose laikrodžiuose esančius elektronus veikia aplink esantys elektriniai ir magnetiniai laukai, o tai sukelia paklaidas. Tačiau stipriai susaistytas daleles branduolyje jie veiktų daug mažiau.

Iš torio, kuris gali būti sužadintas naudojant palyginti nedidelės energijos ultravioletinę šviesą, gaminti branduolinius laikrodžius pirmą kartą pasiūlyta 2003 metais, tačiau nebuvo aišku, ar jie būtų tikslesni nei jų atominiai varžovai.

Tikslus dažnis, kurio reikia branduoliui sužadinti, priklauso nuo aplink jį skriejančių elektronų išsidėstymo, kuris gali skirtis. Dėl to atsiranda neaiškumas.

Tačiau dabar Corey Campbellas iš Džordžijos technologijos instituto Atlantoje su kolegomis sukūrė schemą, kaip naudojant lazerius kruopščiai kontroliuoti elektronų orbitų atomuose erdvinę orientaciją.

Šiuo būdu kontroliuojamas torio laikrodis per 200 mlrd. metų nukryptų vos 1 sekunde, teigia tyrėjai. Tai – 14 kartų ilgesnis laiko tarpas nei visatos amžius.

„Jie pademonstravo, kad šie nuokrypiai gali būti labai maži ar net nereikšmingi“, – komentavo tyrime nedalyvavęs Ekkehardas Peikas iš Vokietijos nacionalinio metrologijos instituto.

Prieš tai, kol branduoliniai laikrodžiai taps realybe, tyrėjams dar reikia nustatyti tikslų šviesos dažnį, kurio reikia torio branduoliams sužadinti.