Пробив в ядрената спектроскопия ще провери фундаментални физични константи

Възбуждането на атомното ядро с помощта на лазер би дало възможност за създаване на най-точните атомни часовници, но за това е необходима твърде много светлина. Физици от САЩ са успели да решат този проблем и да възбудят неутроните в ядрото на ториевия атом с умерено количество лазерна светлина. Това означава, че измерването на времето или гравитацията, които сега се извършват с помощта на атомни електрони, може да стане с порядъци по-точно.

От близо 50 години физиците мечтаят да разполагат с ново, по-точно измервателно устройство, което да замени атомния часовник. Предполага се, че атомните часовници ще позволят да се измерват по-точно фундаменталните константи на природата и да се разбере дали те наистина са постоянни, или само изглеждат такива, защото не сме ги измерили с достатъчна точност.

В резултат на 15-годишни изследвания и експерименти екип от учени от Калифорнийския университет е постигнал пробив в постигането на тази мечта. Като затворили атом торий-229 в прозрачен кристал, богат на флуор, и го обстрелвали с лазерни лъчи, те успели да накарат ядрото на атома да поглъща и излъчва фотони като атомарните електрони.
Електроните са толкова силно свързани с флуора, че е необходимо много голямо количество енергия, за да бъдат възбудени. Това позволява на светлината с по-ниска енергия да достигне до ядрото. Чрез промяна на енергията на фотоните и измерване на скоростта, с която те се възбуждат, учените успяват да определят енергията на възбуденото състояние на ядрото, съобщава Science Daily.

Това означава, че измерването на времето и гравитацията може да се извършва с няколко порядъка по-висока точност. Факт е, че атомарните електрони се влияят от много фактори на околната среда, които ограничават точността на устройството. Неутроните и протоните изпитват по-малко смущения. Освен това съвременните атомни електронни часовници са уреди с размерите на стая, с вакуумни камери за атомните капани и охлаждащото оборудване. Ториевите атомни часовници ще бъдат много по-малки, по-надеждни и по-преносими.