Много са изследователите, които днес работят върху разработването на нови приложения, където могат да използват метал, толкова рядък, колкото Torio. Благодарение именно на експериментите, които се провеждат с този материал, успяхме да разберем, че той може да се използва за създаване на ново поколение атомни часовници. Сред особеностите, които би показал този напълно нов клас атомни часовници, откриваме, че най-накрая би било възможно да се създаде механизъм, който да се откроява с това, че е много по-точен от този, който използвахме до момента.
Казвам ви, че днес хората използват много проста система, за да накарат високоточните да работят както трябва. Тези часовници от своя страна се използват за различни задачи като например координират сателитите и знаят тяхното глобално положение. Идеята да направите това е да ударите електрон с желаното количество енергия, за да го принудите да скочи от орбиталата си и да се върне отново.
Правейки този малък квантов скок, от своя страна, изисква много точно време, които могат да бъдат открити и използвани като вид много малко махало. Такава е прецизността на настоящите системи, която според изследователите може да загуби една секунда на всеки двеста милиона години или така, детайл, който със сигурност ни помага да разберем огромната точност, която тази технология може да предложи на човека.
Американският национален институт за стандарти и технологии вярва, че използването на торий може да ни помогне да създадем по-ценни квантови часовници
Въпреки че квантовият часовник може да загуби само една секунда на всеки двеста години, истината е, че все още има центрове, които се стремят да превърнат квантовите часовници в още по-прецизна система. Днес сред специализираните центрове искам да ви разкажа за най-новата работа, извършена от група изследователи от Националния институт за стандарти и технологии на Съединените щати, от която е публикувана цялостна статия, където е демонстрирано как тези системи може да се подобри чрез охлаждане и увеличаване на плътността на участващите в тях частици.
За да се опитаме да обясним това малко по-добре, изследването ни разказва за това как плътността на частиците, опаковани в ядро, като тази на ториев атом, правят много трудно промяната, така че на теория може да накара атомните часовници, които ги използват, да продължат да работят по-дълго.
Друга от великите характеристики, която прави тория интересен елемент, е, че за разлика от други материали, които се нуждаят от мощна сила, за да ги възбудят, като рентгенови лъчи или гама лъчи, с тория е само необходимо е да се използва ултравиолетова светлина, нещо което, без съмнение, го прави един от най-добрите кандидати, за които имаме създайте оптичен атомен часовник, базиран на ядрото на атом.
Както коментира физикът Еккехард Пейк:
Благодарение на тази нова технология успяхме да разработим система, при която резонансът на прехода е изключително остър и може да се наблюдава само ако честотата на лазерната светлина съвпада точно с енергийната разлика на двете състояния.
Ториумът може да помогне за създаването на оптичен атомен часовник, базиран на ядрото на атом
Работейки с изследователи от университета Ludwig-Maximilians-Universität, разположен в германския град Мюнхен, екипът анализира метастабилните форми на изомера Thorium-229, улавяйки възбуденото състояние при разлагането им на атоми на урана. Удряйки захванатите атоми с лазер и изучавайки спектъра на светлината, произведен от изместването на електроните, екипът може да прецени разпределението на натоварването в неговото ядро.
Крайният резултат е по-добро изображение на ядрото, което ще помогне за стесняване на диапазона от честоти, необходими за преместване на атомното ядро от основно състояние в възбудено, което го прави като часовник. За съжаление, поне за момента не е ясно колко точен би бил ядреният часовник, базиран на торий, но със сигурност ще отвори прозорец към напълно нов начин за измерване на изминалите секунди.