Австрийские исследователи создали первые самостабилизирующиеся ядерные часы, в которых вместо электронов используются ядра тория. Устройство уже прошло суточные испытания.
Команда Венского технического университета под руководством профессора Торстена Шумма представила новую систему измерения времени, над которой ученые работали на протяжении десятилетий. В отличие от обычных атомных часов, в этой разработке используются энергетические переходы внутри атомного ядра. Благодаря этому в перспективе она может обеспечить точность, недостижимую даже для лучших современных приборов.
Результаты исследования были опубликованы 7 октября 2026 года в научном журнале Nature. Учёным удалось создать полноценную систему, которая автоматически поддерживает стабильную частоту лазера и способна работать более 24 часов без вмешательства человека.
Добавьте GSMinfo в источники в Google News Чтобы видеть наши публикации в своей ленте новостейКак устроены ядерные часы
Традиционные атомные часы измеряют время с помощью электромагнитного излучения, частота которого соответствует переходам электронов между энергетическими уровнями. Такие приборы чрезвычайно точны, однако их работа может зависеть от внешних электромагнитных полей и других физических воздействий.
Австрийские исследователи использовали изотоп торий-229, ядро которого обладает необычной особенностью: два его энергетических состояния разделены настолько небольшой разницей энергий, что переход между ними можно вызвать с помощью лазерного излучения.
В центре нового прибора расположен небольшой кристалл фторида кальция, содержащий атомы тория-229. На него направляют лазер с длиной волны примерно 148 нанометров. Когда частота излучения соответствует энергетическому переходу ядра, изменяется поглощение света. Система регистрирует эти изменения и автоматически корректирует частоту лазера, поддерживая чрезвычайно стабильный ритм.
Главное преимущество заключается в том, что атомное ядро значительно меньше самого атома и слабее реагирует на многие внешние возмущения. Это открывает возможность создания ещё более точных часов.
Насколько точное новое изобретение
В ходе испытаний ядерные часы продемонстрировали относительную стабильность частоты на уровне примерно 10⁻¹⁵. По оценке исследователей, такой показатель соответствует погрешности около одной секунды за 30 миллионов лет.
Это чрезвычайно высокий результат, но пока он уступает возможностям лучших оптических атомных часов. Поэтому утверждение о том, что новый прибор уже стал самым точным в мире, было бы преждевременным.
В то же время ученые убеждены, что эта технология обладает значительным потенциалом для совершенствования. Использование более мощных лазеров и кристаллов тория более высокого качества может существенно повысить стабильность работы устройства. В будущем такие часы теоретически смогут отставать всего на одну секунду за миллиарды лет.
Аналогичные исследования параллельно проводятся и в Китае, где другая научная группа также сообщила о создании работающих ядерных часов.
Сверхточное измерение времени необходимо не только для часов. Эта технология может найти применение в спутниковой навигации, телекоммуникациях и исследованиях фундаментальных законов физики. В частности, такие приборы позволят более точно проверять теорию относительности и искать возможные проявления тёмной материи.
