Conform Mediafax: Cercetătorii din Viena și Beijing au reușit să construiască noi tipuri de ceasuri, denumite ceasuri nucleare, care măsoară timpul prin interacțiunea unui laser cu nucleul unui atom. Aceste dispozitive, prezentate în două studii publicate în revista Nature, utilizează un izotop al toriului, toriu-229, prins în cristale solide de fluorură de calciu.
Deși ceasurile nucleare nu sunt încă mai precise decât cele mai avansate ceasuri atomice existente, dezvoltatorii lor cred că tehnologia are potențialul de a le depăși după perfecționare. Pe lângă o precizie sporită în măsurarea timpului, aceste ceasuri ar putea avea aplicații în navigația prin satelit, comunicații, măsurători de înaltă precizie și chiar în căutarea unor fenomene fizice încă neexplicate.
Ceasurile nucleare: o nouă frontieră în măsurarea timpului
Numele de „ceas nuclear” nu implică o reacție nucleară pentru funcționare. Mai degrabă, dispozitivul măsoară timpul prin modul în care un laser interacționează cu nucleul unui atom. Spre deosebire de ceasurile atomice tradiționale, care se bazează pe tranzițiile energetice ale electronilor din jurul nucleului, ceasurile nucleare vizează direct protonii și neutronii din nucleu.
Aceste tranziții nucleare sunt considerate de cercetători a fi potențial mai regulate și mai precise, datorită dimensiunii mult mai mici a nucleului atomului comparativ cu învelișul electronic. Echipa de la Viena și cea de la Beijing au ales să folosească toriu-229, un izotop al cărui nucleu prezintă o tranziție energetică joasă, propice pentru astfel de măsurători.
Precizia și aplicațiile potențiale ale ceasurilor nucleare
Precizia ceasurilor atomice actuale este remarcabilă, acestea pierzând sau câștigând o secundă abia după miliarde de ani. Această acuratețe stă la baza multor tehnologii esențiale utilizate zilnic, precum sistemele de navigație prin satelit, comunicațiile pe internet, rețelele mobile și transmisiile prin fibră optică, care necesită sincronizări extrem de fine.
Un ceas nuclear perfecționat ar putea aduce un nivel și mai înalt de precizie acestor sisteme. Mai mult, cercetătorii anticipează că aceste noi dispozitive ar putea fi mai compacte și mai puțin sensibile la factori externi decât unele dintre cele mai performante ceasuri atomice actuale. Thorsten Schumm, fizician la Universitatea Tehnică din Viena, unul dintre coordonatorii echipei austriece, a subliniat potențialul în domenii precum navigația prin satelit, sincronizarea transferurilor de date și măsurătorile de precizie.
Colaborarea Viena-Beijing și perspectivele viitoare
Faptul că două echipe de cercetători, una din Viena și cealaltă din Beijing, au reușit să dezvolte independent concepte similare în același timp este considerat un indicator al viabilității ideii. Shiqian Ding, cercetător la Universitatea Tsinghua din Beijing, a afirmat că acest rezultat demonstrează că abordarea funcționează și nu se bazează pe o singură metodă experimentală.
Echipele au folosit abordări ușor diferite, dar au descoperit că tehnologiile lor s-ar putea completa reciproc. Ceasul vienez beneficiază de cristale de toriu cu proprietăți optice superioare și o concentrație mai mare, în timp ce echipa din Beijing dispune de un laser mai puternic. Schumm a sugerat că o combinare a acestor componente ar putea duce la construirea unui ceas semnificativ mai bun.
Una dintre cele mai spectaculoase aplicații, dincolo de cele legate de GPS sau internet, ar putea fi în domeniul cercetării fundamentale. Echipa de la Viena a utilizat noul ceas într-un experiment menit să detecteze materia întunecată, una dintre marile enigme ale universului. Deși experimentul nu a detectat materia întunecată, a demonstrat capacitatea ceasului nuclear de a efectua măsurători la nivelul celor mai bune ceasuri atomice existente. Pentru cercetători, acest succes reprezintă doar începutul explorării unui nou univers al fizicii, transformând o idee de decenii într-o realitate de laborator.
Sursa: Mediafax
