Številni so raziskovalci, ki danes delajo na razvoju novih aplikacij, kjer lahko uporabljajo tako redko kovino torij. Ravno zahvaljujoč poskusom, ki se izvajajo s tem materialom, smo uspeli razumeti, da ga lahko uporabimo za ustvarjanje nova generacija atomskih ur. Med posebnostmi, ki bi jih pokazal ta povsem nov razred atomskih ur, najdemo, da bi bilo končno mogoče ustvariti mehanizem, ki bi izstopal z veliko natančnejšim od tistega, ki smo ga uporabljali doslej.
Povem vam, da danes ljudje uporabljamo zelo preprost sistem, da dosežemo, da tisti z visoko natančnostjo delujejo, kot bi morali. Te ure pa se uporabljajo za različne naloge, kot je na primer koordinirajo satelite in poznajo njihov globalni položaj. Ideja, da to storimo, je udariti elektron z želeno količino energije, da bi ga prisilil, da skoči s svoje orbite in se ponovno vrne.
Ta mali kvantni preskok pa je zahteva zelo natančen čas, ki ga lahko zaznamo in uporabimo kot nekakšno zelo majhno nihalo. Takšna je natančnost sedanjih sistemov, ki bi jih po mnenju raziskovalcev lahko izgubili eno sekundo na dvesto milijonov let ali tako, podrobnost, ki nam zagotovo pomaga razumeti izjemno natančnost, ki jo ta tehnologija lahko ponudi človeku.
Ameriški nacionalni inštitut za standarde in tehnologijo meni, da nam lahko uporaba torija pomaga ustvariti dragocenejše kvantne ure
Čeprav lahko kvantna ura na dvesto let izgubi le eno sekundo, je resnica še vedno obstajajo centri, ki želijo kvantne ure narediti še natančnejši sistem. Danes vam želim med specializiranimi centri povedati o najnovejšem delu skupine raziskovalcev z Nacionalnega inštituta za standarde in tehnologijo ZDA, iz katerega je bil objavljen celoten članek, v katerem je prikazano, kako ti sistemi se lahko izboljša s hlajenjem in povečano gostoto delcev, ki so v njih vključeni.
Da bi to poskušali malo bolje razložiti, nam študija govori o tem, kako je gostota delcev zapakirana v jedro, na primer gostota delcev atom torija, je zelo težko spremeniti, tako da teoretično lahko atomske ure, ki jih uporabljajo, delujejo dlje.
Druga velika značilnost, zaradi katere je torij zanimiv element, je ta, da je v nasprotju z drugimi materiali, ki potrebujejo močno silo, da jih vzbudijo, na primer rentgenski ali gama žarki, pri toriju le treba uporabiti ultravijolično svetlobo, nekaj to ga nedvomno uvršča med najboljše kandidate, za katere imamo ustvariti optično atomsko uro, ki temelji na jedru atoma.
Kot je komentiral fizik Ekkehard Peik:
Zahvaljujoč tej novi tehnologiji smo uspeli razviti sistem, pri katerem je resonanca prehoda izredno ostra in ga lahko opazimo le, če se frekvenca laserske svetlobe natančno ujema z energijsko razliko obeh stanj.
Torij je lahko bistven za ustvarjanje a optična atomska ura na osnovi jedra atoma
Skupina je v sodelovanju z raziskovalci Ludwig-Maximilians-Universität, ki se nahaja v nemškem mestu München, analizirala metastabilne oblike izomera Thorium-229 in zajela vznemirjeno stanje, ko se razgradijo v atome urana. Z udarcem ujetih atomov z laserjem in preučevanjem spektra svetlobe, ki nastane zaradi spremembe elektronov, ekipa bi lahko presodila porazdelitev obremenitve po svojem jedru.
Končni rezultat je boljša slika jedra, ki bo pomagala zožiti obseg frekvenc, potrebnih za premik atomskega jedra iz osnovnega stanja v vzbujeno, zaradi česar je tik kot ura. Na žalost vsaj trenutno ni jasno, kako natančna bi bila jedrska ura na osnovi torija, zagotovo pa bi odprla okno za povsem nov način merjenja sekund v teku.