Paljud on teadlased, kes tegelevad tänapäeval uute rakenduste väljatöötamisega, kus nad saavad kasutada sama haruldast metalli toorium. Tänu just selle materjaliga tehtavatele katsetele oleme suutnud mõista, et seda saab kasutada a uue põlvkonna aatomkellad. Omapärasuste hulgas, mida see täiesti uus aatomikellade klass näitaks, leiame, et lõpuks võiks olla võimalik luua mehhanism, mis paistaks silma palju täpsemana kui see, mida oleme seni kasutanud.
Öelge teile, et tänapäeval kasutavad inimesed ülitäpsete süsteemide töötamiseks väga lihtsat süsteemi, nagu peaks. Neid kellasid kasutatakse omakorda erinevate ülesannete täitmiseks, näiteks koordineerida satelliite ja teada nende globaalset positsiooni. Idee selleks on lüüa soovitud energiakogusega elektroni, et sundida teda orbiidilt hüppama ja uuesti tagasi pöörduma.
Selle väikese kvanthüppe tegemine omakorda nõuab väga täpset aega, mida saab tuvastada ja kasutada omamoodi väga väikese pendlina. Niisugune on praeguste süsteemide täpsus, millest teadlaste sõnul võivad nad kaotada üks sekund umbes kahesaja miljoni aasta tagant, detail, mis aitab meil kindlasti mõista tohutut täpsust, mida see tehnoloogia võib inimesele pakkuda.
USA riiklik standardite ja tehnoloogia instituut usub, et tooriumi kasutamine aitab meil luua väärtuslikumaid kvantkellasid
Kuigi kvantkell võib kaotada vaid ühe sekundi iga kahesaja aasta tagant, on tõsi, et ikkagi on keskusi, mis püüavad muuta kvantkellad veelgi täpsemaks süsteemiks. Spetsialiseeritud keskuste hulgas tahan teile täna rääkida Ameerika Ühendriikide Riikliku Standardi- ja Tehnoloogiainstituudi teadlaste rühma viimastest töödest, millest on avaldatud täielik dokument, kus on näidatud, kuidas need süsteemid saab parandada jahutades ja suurendades neis osalevate osakeste tihedust.
Et seda veidi paremini seletada, räägib uuring meile, kuidas tuumasse pakitud osakeste tihedus, näiteks tooriumi aatom, muudab selle muutmise väga raskeks, nii et teoreetiliselt võib see muuta aatomkellad, mis neid kasutavad, kauem töötama.
Teiseks suurepäraseks omaduseks, mis muudab tooriumi huvitavaks elemendiks, on see, et erinevalt teistest materjalidest, mis vajavad nende ergastamiseks võimsat jõudu, näiteks röntgenikiirgus või gammakiirgus, on tooriumiga ainult see. On vaja kasutada ultraviolettvalgust, midagi see teeb kahtlemata selle üheks parimaks kandidaadiks, kelle jaoks meil on luua optiline aatomkell, mis põhineb aatomi tuumal.
Nagu füüsik on kommenteerinud Ekkehard Peik:
Tänu sellele uuele tehnoloogiale on meil õnnestunud välja töötada süsteem, kus ülemineku resonants on äärmiselt terav ja seda on võimalik jälgida ainult siis, kui laservalguse sagedus vastab täpselt mõlema oleku energiaerinevusele.
Toorium võiks olla oluline a optiline aatomkell, mis põhineb aatomi tuumal
Töötades Saksamaa Münchenis asuva Ludwig-Maximilians-Universität'i teadlastega, analüüsis meeskond torium-229 isomeeri metastabiilseid vorme, haarates ergastatud oleku nende lagunemisel uraani aatomiteks. Lüües kinni jäänud aatomeid laseriga ja uurides elektronide nihkega tekkivat valgusspektrit, meeskond sai hinnata koormuse jaotust kogu tuumiku ulatuses.
Lõpptulemus on parem kujutis tuumast, mis aitab kitsendada sageduste vahemikku, mis on vajalik aatomituuma põhiseisundist ergastatud liikumiseks, pannes selle tiksuma nagu kellavärk. Kahjuks on vähemalt hetkel ebaselge, kui täpne oleks tooriumil põhinev tuumakell, kuid kindlasti avaks see akna täiesti uuele sekundite mõõtmise viisile.