Wielu naukowców pracuje obecnie nad rozwojem nowych zastosowań, w których mogą używać tak rzadkiego metalu jak tor. Właśnie dzięki eksperymentom, które są przeprowadzane z tym materiałem, udało nam się zrozumieć, że można go wykorzystać do stworzenia nowa generacja zegarów atomowych. Wśród osobliwości, które wykazywałaby ta zupełnie nowa klasa zegarów atomowych, okazuje się, że w końcu możliwe byłoby stworzenie mechanizmu, który wyróżniałby się znacznie większą precyzją niż ten, którego używaliśmy do tej pory.
Powiem ci, że dzisiaj ludzie używają bardzo prostego systemu, aby precyzyjne urządzenia działały tak, jak powinny. Te z kolei służą do różnych zadań, takich jak np koordynować satelity i znać ich globalne położenie. Chodzi o to, aby uderzyć elektron z pożądaną ilością energii, aby zmusić go do wyskoczenia z orbity i ponownego powrotu.
Dokonując z kolei tego małego kwantowego skoku, wymaga bardzo precyzyjnej ilości czasu, które można wykryć i wykorzystać jako rodzaj bardzo małego wahadła. Taka jest precyzja obecnych systemów, którą zdaniem naukowców wydaje się, że mogą stracić jedną sekundę co dwieście milionów lat, szczegół, który z pewnością pomaga nam zrozumieć ogromną precyzję, jaką ta technologia może zaoferować człowiekowi.
Amerykański Narodowy Instytut Standardów i Technologii uważa, że użycie toru może pomóc nam w tworzeniu cenniejszych zegarów kwantowych
Chociaż zegar kwantowy może tracić tylko jedną sekundę na dwieście lat, prawda jest taka, że nadal są ośrodki, które starają się uczynić z zegarów kwantowych jeszcze dokładniejszy system. Spośród wyspecjalizowanych ośrodków chcę dziś opowiedzieć o najnowszych pracach wykonanych przez grupę badaczy z Narodowego Instytutu Norm i Technologii Stanów Zjednoczonych, z których opublikowano kompletny artykuł, w którym wykazano, jak te systemy można poprawić przez chłodzenie i zwiększenie gęstości cząstek w nich zawartych.
Aby spróbować lepiej to wyjaśnić, badanie mówi nam o tym, jak gęstość cząstek upakowanych w jądrze, na przykład atom toru, bardzo utrudniają zmianę, więc teoretycznie może sprawić, że zegary atomowe, które ich używają, będą działać dłużej.
Inną wielką cechą, która sprawia, że tor jest interesującym pierwiastkiem, jest to, że w przeciwieństwie do innych materiałów, które wymagają dużej siły, aby je wzbudzić, takich jak promienie rentgenowskie lub promienie gamma, w przypadku toru jest tylko konieczne użycie światła ultrafioletowego. to bez wątpienia czyni go jednym z najlepszych kandydatów, dla których mamy stworzyć optyczny zegar atomowy oparty na jądrze atomu.
Jak skomentował fizyk Ekkeharda Peika:
Dzięki tej nowej technologii udało nam się opracować system, w którym rezonans przejścia jest niezwykle ostry i można go zaobserwować tylko wtedy, gdy częstotliwość światła lasera dokładnie odpowiada różnicy energii obu stanów.
Tor może odegrać zasadniczą rolę w tworzeniu pliku optyczny zegar atomowy oparty na jądrze atomu
Współpracując z naukowcami z Ludwig-Maximilians-Universität, zlokalizowanego w niemieckim mieście Monachium, zespół przeanalizował metastabilne formy izomeru toru-229, wychwytując stan wzbudzony, gdy rozkładał się on na atomy uranu. Uderzając uwięzione atomy laserem i badając widmo światła wytwarzanego przez przesunięcie elektronów, zespół mógł ocenić rozkład obciążenia w jego rdzeniu.
Efektem końcowym jest lepszy obraz jądra, który pomoże zawęzić zakres częstotliwości wymaganych do przeniesienia jądra atomowego ze stanu podstawowego do wzbudzonego, dzięki czemu tyka jak w zegarku. Niestety, przynajmniej na razie nie jest jasne, jak dokładny byłby zegar jądrowy na bazie toru, ale z pewnością otworzyłoby to okno na zupełnie nowy sposób mierzenia mijających sekund.