Mnozí z nich jsou vědci, kteří dnes pracují na vývoji nových aplikací, kde mohou použít kov tak vzácný jako torio. Přesně díky experimentům, které s tímto materiálem provádíme, se nám podařilo pochopit, že jej lze použít k vytvoření a nová generace atomových hodin. Mezi zvláštnostmi, které by tato zcela nová třída atomových hodin ukázala, jsme zjistili, že by konečně bylo možné vytvořit mechanismus, který by vynikal tím, že bude mnohem přesnější než ten, který jsme dosud používali.
Řeknu vám, že dnes lidé používají velmi jednoduchý systém k tomu, aby pracovali s vysokou přesností tak, jak mají. Tyto hodinky se zase používají k různým úkolům, jako jsou například hodinky koordinovat satelity a znát jejich globální pozici. Myšlenka, jak toho dosáhnout, je zasáhnout elektron s požadovaným množstvím energie, aby ho donutila skočit ze své oběžné dráhy a znovu se vrátit.
Tento malý kvantový skok zase vyžaduje velmi přesné množství času, které lze detekovat a použít jako jakési velmi malé kyvadlo. Taková je přesnost současných systémů, o které se podle vědců zdá, že by ji mohli ztratit přibližně jednu sekundu každých dvě stě milionů let, detail, který nám jistě pomáhá pochopit obrovskou přesnost, kterou tato technologie může člověku nabídnout.
Americký národní institut pro standardy a technologie věří, že použití thoria nám může pomoci vytvořit drahocennější kvantové hodiny
Ačkoli kvantové hodiny mohou každé dvě stě let ztratit pouze jednu sekundu, pravdou je, že stále existují centra, která se snaží udělat z kvantových hodin ještě přesnější systém. Ze specializovaných center vám dnes chci vyprávět o nejnovější práci provedené skupinou výzkumníků z Národního institutu pro standardy a technologie v USA, z níž byl publikován kompletní článek, který ukazuje, jak lze tyto systémy vylepšit ochlazením a zvýšením hustoty částic v nich obsažených.
Abychom se pokusili to trochu lépe vysvětlit, studie nám říká o tom, jak hustota částic zabalených do jádra, jako je hustota atom thoria, je velmi obtížné to změnit, takže teoreticky by to mohlo způsobit, že atomové hodiny, které je používají, mohou běžet déle.
Další z velkých charakteristik, díky nimž je thoria zajímavým prvkem, je to, že na rozdíl od jiných materiálů, které k jejich excitaci potřebují silnou sílu, jako jsou rentgenové paprsky nebo gama paprsky, je u thoria pouze Je nutné použít ultrafialové světlo, něco díky tomu je bezpochyby jedním z nejlepších kandidátů, pro které máme vytvořte optické atomové hodiny založené na jádru atomu.
Jak uvedl fyzik Ekkehard Peik:
Díky této nové technologii se nám podařilo vyvinout systém, kde rezonance přechodu je extrémně ostrá a lze ji pozorovat, pouze pokud frekvence laserového světla přesně odpovídá energetickému rozdílu obou stavů.
Thorium může být nezbytné pro vytvoření a optické atomové hodiny založené na jádru atomu
Ve spolupráci s vědci z Ludwig-Maximilians-Universität, kteří se nacházejí v německém Mnichově, tým analyzoval metastabilní formy izomeru Thorium-229 a zachytil vzrušený stav při jejich rozkladu na atomy uranu. Úderem do uvězněných atomů laserem a studováním spektra světla produkovaného posunem elektronů tým mohl posoudit rozložení zátěže napříč jádrem.
Konečný výsledek je lepší obraz jádra, který pomůže zúžit rozsah frekvencí potřebných k přesunutí atomového jádra ze základního stavu do vzrušeného, takže to tiká jako hodinky. Je smutné, alespoň prozatím není jasné, jak přesné by byly jaderné hodiny na bázi thoria, ale určitě by to otevřelo okno zcela novému způsobu měření plynoucích sekund.