Daudzi ir pētnieki, kuri šodien strādā pie jaunu lietojumprogrammu izstrādes, kur viņi var izmantot tikpat retu metālu kā Torio. Pateicoties tieši eksperimentiem, kas tiek veikti ar šo materiālu, mums ir izdevies saprast, ka to var izmantot, lai izveidotu jaunās paaudzes atomu pulksteņi. Starp īpatnībām, ko parādītu šī pilnīgi jaunā atomu pulksteņu klase, mēs atklājam, ka beidzot varētu būt iespējams izveidot mehānismu, kas izceļas ar to, ka ir daudz precīzāks nekā tas, kuru līdz šim izmantojām.
Pastāsti jums, ka šodien cilvēki izmanto ļoti vienkāršu sistēmu, lai panāktu, ka augstas precizitātes sistēmas darbojas kā nākas. Šie pulksteņi savukārt tiek izmantoti dažādiem uzdevumiem, piemēram, koordinēt satelītus un zināt to globālo stāvokli. Ideja to izdarīt ir trāpīt elektronam ar vēlamo enerģijas daudzumu, lai piespiestu to izlēkt no orbītas un atkal atgriezties.
Savukārt, veicot šo mazo kvantu lēcienu, prasa ļoti precīzu laiku, kuru var noteikt un izmantot kā sava veida ļoti mazu svārstu. Tāda ir pašreizējo sistēmu precizitāte, kuru, pēc pētnieku domām, šķiet, ka viņi varētu zaudēt vienu sekundi ik pēc divsimt miljoniem gadu, detaļa, kas noteikti palīdz mums saprast milzīgo precizitāti, ko šī tehnoloģija var piedāvāt cilvēkiem.
ASV Nacionālais standartu un tehnoloģiju institūts uzskata, ka torija izmantošana var palīdzēt mums izveidot dārgākus kvantu pulksteņus
Kaut arī kvantu pulkstenis var zaudēt tikai vienu sekundi ik pēc divsimt gadiem, patiesība ir tāda, ka joprojām ir centri, kas cenšas kvantu pulksteņus padarīt par vēl precīzāku sistēmu. Starp specializētajiem centriem šodien es vēlos jums pastāstīt par jaunāko darbu, ko veica pētnieku grupa no Amerikas Nacionālā standartu un tehnoloģiju institūta, no kura tika publicēts pilnīgs dokuments, kurā parādīts, kā šīs sistēmas var uzlabot, atdzesējot un palielinot tajās iesaistīto daļiņu blīvumu.
Lai mēģinātu to nedaudz labāk izskaidrot, pētījums mums stāsta par to, kā daļiņu blīvums, kas iesaiņots kodolā, piemēram, torija atoms, padara to ļoti grūti mainīt, tāpēc teorētiski tas varētu likt atomu pulksteņiem, kas tos izmanto, darboties ilgāk.
Vēl viena no lieliskajām īpašībām, kas padara toriju par interesantu elementu, ir tas, ka atšķirībā no citiem materiāliem, kuru ierosināšanai ir vajadzīgs spēcīgs spēks, piemēram, rentgena vai gamma stari, ar toriju tas ir tikai. Ir jāizmanto ultravioletā gaisma, kaut kas tas, bez šaubām, padara to par vienu no labākajiem kandidātiem, kas mums ir izveidot optisko atomu pulksteni, kura pamatā ir atoma kodols.
Kā komentējis fiziķis Ekkehards Peiks:
Pateicoties šai jaunajai tehnoloģijai, mums ir izdevies izstrādāt sistēmu, kurā pārejas rezonanse ir ārkārtīgi asa, un to var novērot tikai tad, ja lāzera gaismas frekvence precīzi atbilst abu stāvokļu enerģijas starpībai.
Torijs varētu būt noderīgs a optiskais atomu pulkstenis, kura pamatā ir atoma kodols
Strādājot ar pētniekiem no Ludwig-Maximilians-Universität, kas atrodas Vācijas pilsētā Minhenē, komanda analizēja torija-229 izomēra metastabilas formas, uztverot ierosināto stāvokli, kad tās sadalās urāna atomos. Pārspējot ieslodzītos atomus ar lāzeru un pētot gaismas spektru, ko rada elektronu nobīde, komanda varēja spriest par slodzes sadalījumu visā tās kodolā.
Gala rezultāts ir labāks kodola attēls, kas palīdzēs sašaurināt frekvenču diapazonu, kas nepieciešams, lai atomu kodolu pārvietotu no pamatstāvokļa uz satrauktu, padarot to atzīmētu kā pulksteņa mehānismu. Diemžēl vismaz šobrīd nav skaidrs, cik precīzs būtu torija bāzes kodolpulkstenis, taču tas noteikti pavērtu logu uz pilnīgi jaunu veidu, kā mērīt garām sekundēm.