Австрійські дослідники створили перший самостабілізований ядерний годинник, який використовує ядра торію замість електронів. Пристрій уже пройшов добові випробування.
Команда Віденського технічного університету під керівництвом професора Торстена Шумма представила нову систему вимірювання часу, над якою науковці працювали десятиліттями. На відміну від звичайних атомних годинників, розробка використовує енергетичні переходи всередині атомного ядра. Завдяки цьому в перспективі вона може забезпечити точність, недоступну навіть найкращим сучасним приладам.
Результати дослідження опублікували 7 жовтня 2026 року в науковому журналі Nature. Вченим вдалося створити повноцінну систему, яка автоматично підтримує стабільну частоту лазера та здатна працювати понад 24 години без втручання людини.
Додайте GSMinfo до джерел у Google News Щоб бачити наші публікації у своїй стрічці новинЯк працює ядерний годинник
Традиційні атомні годинники вимірюють час за допомогою електромагнітного випромінювання, частота якого відповідає переходам електронів між енергетичними рівнями. Такі прилади надзвичайно точні, проте їхня робота може залежати від зовнішніх електромагнітних полів та інших фізичних впливів.
Австрійські дослідники використали ізотоп торій-229, ядро якого має незвичайну особливість: два його енергетичні стани розділені настільки малою різницею енергій, що перехід між ними можна викликати лазерним випромінюванням.
У центрі нового приладу розташований невеликий кристал фториду кальцію, який містить атоми торію-229. На нього спрямовують лазер із довжиною хвилі приблизно 148 нанометрів. Коли частота випромінювання відповідає енергетичному переходу ядра, змінюється поглинання світла. Система реєструє ці зміни та автоматично коригує частоту лазера, підтримуючи надзвичайно стабільний ритм.
Головна перевага полягає в тому, що атомне ядро значно менше за сам атом і слабше реагує на багато зовнішніх збурень. Це відкриває можливість створення ще точніших годинників.
Наскільки точний новий винахід
Під час випробувань ядерний годинник продемонстрував відносну стабільність частоти на рівні приблизно 10⁻¹⁵. За оцінкою дослідників, такий показник відповідає похибці близько однієї секунди за 30 мільйонів років.
Це надзвичайно високий результат, але поки він поступається можливостям найкращих оптичних атомних годинників. Тому твердження, що новий прилад уже став найточнішим у світі, було б передчасним.
Водночас науковці переконані, що технологія має значний потенціал удосконалення. Використання потужніших лазерів і якісніших кристалів торію може суттєво покращити стабільність роботи пристрою. У майбутньому такі годинники теоретично зможуть втрачати лише секунду за мільярди років.
Подібні дослідження паралельно проводять і в Китаї, де інша наукова група також повідомила про створення працюючого ядерного годинника.
Надточне вимірювання часу потрібне не лише для годинників. Технологія може знайти застосування в супутниковій навігації, телекомунікаціях та дослідженнях фундаментальних законів фізики. Зокрема, такі прилади дозволять точніше перевіряти теорію відносності та шукати можливі прояви темної матерії.
