Cercetătorii au dezvoltat primul ceas nuclear, care promite să depăşească precizia ceasurilor atomice

Oamenii de ştiinţă au dezvoltat primul prototip al unui ceas nuclear, o descoperire care ar putea depăşi în cele din urmă precizia ceasurilor atomice actuale, potrivit New Atlas. Ceasurile atomice, care se bazează pe măsurarea vibraţiilor atomilor precum cesiu-133, sunt în prezent cele mai precise instrumente de măsurare a timpului, pierzând doar câteva secunde în miliarde de ani. Aceste ceasuri sunt esenţiale pentru tehnologii precum GPS, internetul de mare viteză şi explorarea spaţială, care necesită o măsurare extrem de precisă a timpului.

Ceasurile nucleare funcţionează pe un principiu similar, dar măsoară vibraţiile din interiorul nucleului unui atom, în loc de întregul atom. Această focalizare permite o precizie şi mai mare, deoarece nucleul vibrează la o frecvenţă mult mai ridicată, împărţind timpul în intervale mai mici şi mai precise. În plus, ceasurile nucleare sunt mai puţin susceptibile la perturbaţii precum interferenţele electromagnetice, care pot afecta ceasurile atomice.

Cheia creării unui ceas nuclear se află în thorium-229, un atom al cărui nucleu necesită mai puţină energie pentru a trece între stările cuantice. Recent, cercetătorii au reuşit să măsoare diferenţa de energie între aceste stări şi au demonstrat capacitatea de a comuta nucleele de thorium între ele folosind un laser ultraviolet. Această realizare a marcat un pas semnificativ către dezvoltarea ceasurilor nucleare.

Prototipul implică utilizarea unor impulsuri laser infraroşii pentru a genera lumină UV, care este apoi folosită pentru a excita nucleele de thorium suspendate într-un cristal. Un pieptene de frecvenţă optică este folosit pentru a număra ciclurile de unde UV, permiţând măsurători de timp ultra-precise. Deşi acest prototip iniţial nu este încă mai rapid decât ceasurile atomice existente, el serveşte drept dovadă de concept.

Cercetătorii prezic că, în doi-trei ani, ceasurile nucleare ar putea depăşi precizia ceasurilor atomice, oferind o stabilitate şi o portabilitate îmbunătăţite. Aceste progrese ar putea duce la sisteme de comunicaţii mai rapide şi mai fiabile, la o precizie îmbunătăţită a GPS-ului şi ar putea ajuta chiar la cercetarea fundamentală în fizică, inclusiv la căutarea materiei întunecate.

Cercetarea a fost publicată în revista Nature.