Daugelis yra tyrinėtojai, kurie šiandien dirba kurdami naujas programas, kuriose jie gali naudoti tokį retą metalą kaip toris. Būtent dėl eksperimentų, kurie atliekami su šia medžiaga, mums pavyko suprasti, kad ji gali būti naudojama kuriant naujos kartos atominiai laikrodžiai. Tarp ypatumų, kuriuos parodys ši visiškai nauja atominių laikrodžių klasė, mes pastebime, kad pagaliau galėtų būti įmanoma sukurti mechanizmą, kuris išsiskirtų tuo, kad yra daug tikslesnis nei tas, kurį iki šiol naudojome.
Pasakykite, kad šiais laikais žmonės naudoja labai paprastą sistemą, kad tikslumo sistemos veiktų taip, kaip turėtų. Savo ruožtu šie laikrodžiai naudojami atliekant įvairias užduotis, pavyzdžiui, koordinuoti palydovus ir žinoti jų pasaulinę padėtį. Idėja atlikti šį darbą yra pataikyti į elektroną su norimu energijos kiekiu, kad priverstumėte jį šokti iš savo orbitos ir vėl grįžti.
Savo ruožtu padaręs šį mažą kvantinį šuolį, reikia labai tikslaus laiko, kurį galima aptikti ir naudoti kaip tam tikrą labai mažą švytuoklę. Toks dabartinių sistemų tikslumas, kurį, pasak tyrėjų, atrodo, kad jie gali prarasti vieną sekundę kas du šimtai milijonų metų, detalė, kuri mums neabejotinai padeda suprasti didžiulį tikslumą, kurį ši technologija gali suteikti žmonėms.
JAV nacionalinis standartų ir technologijų institutas mano, kad torio naudojimas gali padėti sukurti brangesnius kvantinius laikrodžius
Nors kvantinis laikrodis gali prarasti tik vieną sekundę kas du šimtus metų, tiesa, jis vis tiek yra centrų, kurie siekia, kad kvantiniai laikrodžiai būtų dar tikslesnė sistema. Tarp specializuotų centrų šiandien noriu jums papasakoti apie naujausią JAV nacionalinio standartų ir technologijos instituto tyrėjų grupės darbą, iš kurio buvo paskelbtas išsamus darbas, kuriame parodyta, kaip šios sistemos gali būti patobulintas vėsinant ir kaitinant.jose dalyvaujančių dalelių tankio padidėjimas.
Norėdami pabandyti tai paaiškinti šiek tiek geriau, tyrimas mums pasakoja apie tai, kaip į branduolį, pavyzdžiui, torio atomas, labai sunku pakeisti, todėl teoriškai tai gali leisti, kad juos naudojantys atominiai laikrodžiai veiktų ilgiau.
Kitas puikus bruožas, dėl kurio toris tampa įdomiu elementu, yra tas, kad, skirtingai nuo kitų medžiagų, kurioms sužadinti reikia galingos jėgos, pavyzdžiui, rentgeno ar gama spindulių, toris yra tik būtinas. Būtina naudoti ultravioletinius spindulius, kažką tai, be jokios abejonės, daro jį vienu geriausių kandidatų, už kuriuos turime sukurti optinį atominį laikrodį, pagrįstą atomo branduoliu.
Kaip pakomentavo fizikas Ekkehardas Peikas:
Šios naujos technologijos dėka mums pavyko sukurti sistemą, kurioje perėjimo rezonansas yra itin aštrus ir jį galima pastebėti tik tuo atveju, jei lazerio šviesos dažnis tiksliai atitinka abiejų būsenų energijos skirtumą.
Toris galėtų būti būtinas kuriant a optinis atominis laikrodis, pagrįstas atomo branduoliu
Bendradarbiaudama su tyrėjais iš Ludwigo-Maximiliano-Universität, esančio Vokietijos Miuncheno mieste, komanda išanalizavo metastabiliąsias torio-229 izomero formas, užfiksuodama sužadintą būseną joms skaidant į urano atomus. Pataikius į užstrigusius atomus lazeriu ir tiriant šviesos spektrą, kurį sukelia elektronų poslinkis, komanda galėjo spręsti apie krūvio pasiskirstymą visame branduolyje.
Galutinis rezultatas yra geresnis branduolio vaizdas, kuris padės sumažinti dažnių diapazoną, reikalingą atomo branduoliui perkelti iš pagrindinės būsenos į sužadintą, todėl jis tiks kaip laikrodis. Deja, bent jau šiuo metu nėra aišku, koks tikslus būtų torio pagrindu pagamintas branduolinis laikrodis, tačiau jis tikrai atvers langą į visiškai naują bėgančių sekundžių matavimo būdą.