Первые в мире ядерные часы создали одновременно в Вене и Пекине
Две группы исследователей, работавшие независимо друг от друга в Вене и Пекине, создали действующие ядерные часы, которые в будущем могут превзойти лучшие из существующих сегодня атомных часов. Новые часы представляют собой следующее поколение атомных часов, сверхточных устройств для отсчета времени, впервые созданных в 1949 году. Обе группы исследователей - китайская и австрийская - представили результаты своей работы статьями в журнале Nature. Название новых часов может ввести в заблуждение, поскольку ни одни из них не работают на основе ядерного синтеза или деления. Часы называются ядерными, так как отсчитывают время, фиксируя взаимодействие света мощного лазера с атомным ядром. В обоих устройствах используется изотоп тория - торий-229. Он заключен в кристаллическую решетку фторида кальция. По словам одного из руководителей пекинской группы Шицянь Дина (Shiqian Ding) из Университета Цинхуа (Tsinghua University), две команды работали независимо и практически одновременно создали действующие ядерные часы на тории-229, используя разные экспериментальные подходы, что подтверждает надежность самой концепции и ее независимость от какого-либо одного конкретного технического решения. «Создание ядерных часов было мечтой физиков на протяжении почти 50 лет… Моя команда шла к этой цели с 2008 года», сказал Торстен Шумм (Thorsten Schumm) из Венского технического университета (TU Wien).

В обычных атомных часах лазеры или микроволны заставляют электроны переходить между двумя энергетическими уровнями во внешней оболочке атома. В них используются такие элементы, как цезий или стронций. Принцип работы ядерных часов иной. Лазеры заставляют протоны и нейтроны переходить между энергетическими уровнями внутри ядра тория-229. По идее это позволит достичь еще более высокой точности, потому что атомное ядро ​​намного меньше окружающей его электронной оболочки. У каждой из двух систем есть свои преимущества. В венских часах используются более качественные кристаллы с более высоким содержанием тория и лучшими оптическими свойствами. У пекинской группы более мощный лазер. Объединение этих компонентов позволит создать гораздо более совершенные часы. Лучшие атомные часы «убегают» или отстают всего на одну секунду за миллиарды лет. Такая точность критически важна для спутниковой навигации, работы интернета, мобильных сетей и оптоволоконной связи. Ядерные часы после доработки смогут справляться с этими задачами еще лучше.