Создают самые точные часы
Начиная с солнечных часов, которые отслеживают движение солнца по небу, и заканчивая песочными часами, которые отмечают прохождение песка между стеклянными шариками, люди уже давно ломают голову над тем, как лучше измерять время. В этом году ученые добились стремительных успехов в создании самых точных на сегодняшний день часов человечества - ядерных часов.
Ядерные часы могли бы улучшить наши самые совершенные, ультрасовременные атомные часы в десять раз, что означает, что они потенциально будут снижаться на одну секунду каждые 300 миллиардов лет. По сравнению с мощностью оптических атомных часов, которая, по оценкам, снижается всего на одну секунду каждые 30 миллиардов лет, эта разница, похоже, не имеет значения. Однако сами по себе последствия для реального мира будут огромными, включая усовершенствованные системы обнаружения землетрясений и спутниковой навигации. Помимо улучшения нашей повседневной жизни, эти более точные часы могли бы также помочь раскрыть фундаментальные принципы работы нашей Вселенной.
Но ядерные часы - это не просто более точные часы. Это работает благодаря определенным процессам внутри ядерных ядер атомов, “и это принципиально иные процессы, чем те, что происходят в электронной оболочке”, которые управляют всеми атомными часами, говорит физик Торстен Шумм, доцент, изучающий ядерные часы в Венском технологическом университете.
Расположенные глубоко в сердце атома, где они занимают пространство, составляющее менее одной десятитриллионной размера атома, ядра менее чувствительны к изменениям в окружающей среде, таким как рассеянные электрические и магнитные поля. Это делает ядерные часы более стабильными, чем современные атомные часы, которые работают на самом внешнем электроне атома. А поскольку их не нужно хранить в вакууме или переохлаждать, чтобы свести к минимуму движение атомов, ядерные часы также потенциально гораздо более портативны.
Все современные часы основаны на генераторе — чем—то, что движется регулярными, повторяющимися циклами, - и способе подсчета этих циклов. Затем нужно откалибровать, сколько циклов соответствует секунде (скажем, два колебания маятника для старинных часов), найти источник питания, приводящий часы в движение, и какой-нибудь корпус для всего этого.
К 1949 году ученые Национального института стандартов и технологий разработали первые атомные часы. Часы с цезием-133 появились на рынке в середине 1950-х годов и до сих пор используются для определения секунды. Эта технология позволила значительно повысить точность (повторяемость измерений) и безошибочность (степень приближения результатов измерений к их истинному значению). Это связано с тем, что генератор этих атомных часов - это электромагнитное излучение, необходимое для перемещения самого удаленного электрона атома на более высокую орбиту или оболочку. Для цезия это микроволновый луч с частотой ровно 9 192 631 770 циклов в секунду.
Это большее число циклов имеет решающее значение, говорит Чжун Йе, доктор философии, физик из Университета Колорадо в Боулдере и руководитель одной из команд, которые первыми собрали все компоненты будущих ядерных часов. Рассмотрим два маятника — один качается миллиард раз в секунду, а другой - миллион раз в секунду. “Вы знаете, что тот, который качается миллиард раз, будет более точным — просто потому, что пропуск одного цикла из 10^9 циклов - это ошибка в размере одной части на миллиард, а не в размере одной части на миллион”, - говорит Йе.
Привязка генератора к атому также облегчает калибровку часов. Энергия, необходимая для приведения атома определенного элемента в возбужденное состояние, является фундаментальной характеристикой этого элемента. Например, электроны всех атомов стронция, входящих в состав оптических атомных часов последнего поколения, совершают этот переход, когда на них попадают световые волны с частотой 429 триллионов циклов в секунду. Это приводит к тому, что часы теряют секунду каждые 40 миллиардов лет — примерно в три раза больше возраста Вселенной.
Теперь ученые охотятся за еще более крупной (и неуловимой) добычей — ядром. Как и электроны, ядро атома можно перевести в состояние с более высокой энергией. “Но поскольку ядро маленькое, задействованные силы очень и очень велики, а энергетические масштабы намного выше”, - говорит Шумм, часто сотрудничающий с Ye. Необходимо излучение более высокой частоты, такое как гамма-лучи, и его энергия в тысячи-миллионы раз выше, чем требуется для электронных переходов. Хотя это означает, что часы должны быть более точными, лазеров с таким диапазоном энергий пока не существует.
Но в 1976 году ученые обнаружили, что изотоп тория, 229-й, обладает удивительно низкой энергией возбуждения по сравнению с другими атомными ядрами благодаря счастливой случайности природы. “С тех пор был проделан очень долгий путь, чтобы сузить его до коэффициента от нуля до 10 электрон-вольт”, - говорит Шумм, - "а затем максимально приблизиться к точному измерению".
Тем не менее, технология получения необходимого излучения даже при такой “низкой” энергии ядерного возбуждения только зарождалась до недавнего времени. “За последние несколько десятилетий было разработано множество технологий квантовой инженерии, которые позволили нам по-настоящему повысить производительность” этих часов, - говорит Йе. И в последние несколько лет эта охота активизировалась, и группы по всему миру все с большей точностью определяют энергию, необходимую для осуществления этого ядерного перехода.
В 2023 году сотрудники ЦЕРНА наблюдали этот переход с другой стороны уравнения. Они подождали, пока 229-Ac (возбужденное состояние целевого изотопа тория) распадется до 229-го и измерили энергию испускаемого в результате фотона (8,338 эВ). В следующем году ученые из Германии, Австрии и Соединенных Штатов уточнили это число еще больше. Они использовали широкополосные лазеры для непосредственного возбуждения 229-го атома, встроенного в кристалл, и наблюдали последующее свечение, когда ядра возвращались в свое основное состояние.
“Работа группы ЦЕРН была очень важна для наших исследований. Она позволила сузить область применения энергии ядерного перехода” и подтвердила, что включение атомов тория в кристаллы позволяет получать четкий сигнал, - говорит Эрик Хадсон, профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Его команда впервые предложила искать переход тория с помощью кристаллов.
Вооружившись этими оценками, Йе и его коллеги затем измерили это число с точностью, в миллион раз превышающей предыдущее наилучшее значение, используя оптическую частотную гребенку - разноцветный лазер, который позволяет ученым охватить целевой диапазон потенциальных частот с чрезвычайно высоким разрешением.
Итак, когда мы можем ожидать появления ядерных часов в наших карманах? Пока не совсем, говорит Йе. В ближайшие пять лет, по его прогнозам, будут активно разрабатываться более мощные и точные лазеры и другая инфраструктура, необходимая для создания автономных ядерных часов. “Но я не могу сказать вам прямо сейчас, в какой день в вашем телефоне появится портативная система, работающая от ядерных часов. Такова идея, но, вероятно, это займет некоторое время”.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - 19.06.2025 (990)
20.06.2025 - 07.08.2025 (990)
08.08.2025 - 26.09.2025 (1000)
27.09.2025 - 15.11.2025 (1000)
16.11.2025 - 09.01.2026 (1000)
10.01.2026 - 03.03.2026 (1000)
04.03.2026 - 22.04.2026 (1000)
23.04.2026 - 04.06.2026 (990)
05.06.2026 - 25.07.2026 (1000)
26.07.2026 - 13.09.2026 (1000)
14.09.2026 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Венера могла проглотить скалистый спутник

Видимое положение континентов сезонно меняется

Зафиксировали радиосигналы, исходящие от экзопланеты

ИИ искажает данные археологии

ИИ напоминает харизматичного религиозного лидера

ИИ-компаньоны могут подорвать социальные навыки

Как минимум три водных периода на Марсе

Как происходит смена солнечных циклов

Квантовый магнетизм и физика черных дыр

Клетки-зомби в стареющих тканях

Ледяные спутники могут поддерживать жизнь

Микроблазар генерирует самые быстрые частицы

Нейтронная звезда питается голубым гипергигантом

Обьект 3I-ATLAS очень неравнодушен к тяжёлой воде

Останки Нефертити в гробнице Тутанхамона

Свободно летающие легкие космопаруса

Среда формирования первых чёрных дыр

У Красной планеты фиолетовая сторона

Экзопланета вращается в обратном направлении

Юпитер использует сложную систему защиты

От идеи до тиража. Почему бизнесу выгодно работать с рекламным агентством

Боты лишают человечество плюрализма мнений

Диггер и Театр власти

Идёт война между двумя видами инопланетян

ИИ научился писать по-человечески

Инсайдер делает безумные заявления об НЛО

Конец света вот-вот наступит

Космическая война вот-вот начнется

Лед на северном полюсе Марса оказался намного чище

Модель Griffin прошла видеотест Тьюринга

Наборы Lego для Хэллоуина

Нейросеть близка к чтению мыслей

НЛО - больше вопросов, чем ответов

Ожесточенные сражения между серыми и рептилоидами

Роботы смогут конкурировать с людьми через 40 лет

Скрытое влияние Земли на ход времени

Спустя 217 лет код Наполеона взломан

Теория мёртвого интернета

Только сокращение населения спасет планету

Что скрывается в новых документах об НЛО

Экс-министр Бразилии призывает рассекретить НЛО

Военные США сражались с рептилойдами

Древнее сооружение нашли на Луне

Древний инопланетный череп нашли на Марсе

Жители Подмосковья сообщили о появлении НЛО

Комиссия по НЛО обнародовала свои выводы

Кто лучше врёт - люди или ИИ

Многолетние попытки понять космическую топологию

Необычайно горячая экзопланета

Операция ЦРУ по установлению контакта с инопланетянами

Последние мгновения жизни древней инопланетной пары

Правда о графиках вакцинации

Предварительные выводы комиссии по НЛО

Рептилоиды, серые и подводный город

Солнечная система предпочла огню лед

Способ измерения расстояния между квазарами

Умер экстрасенс Анатолий Кашпировский

Физики расширяют поиск квантовых черных дыр

Человечество может спровоцировать межзвездную войну

Шесть вопросов президенту Трампу

Экспедиция на поиски самолета Амелии Эрхарт

Онлайн-радио. Преимущества современного формата

Американские военные расстреляли рептилоидов

Власти США не выполняют свою работу

Во время полета Starship появился загадочный объект

Загадочные НЛО, замеченные в Теннесси

Закономерность при похищении инопланетянами

Инопланетный луч нацелен на запуск шаттла Атлантис

Как мемы ИИ на Трампа влияют на политический авторитет

Либералы более склонны к депрессии, чем консерваторы

Найден вход в сооружение на Марсе

Обладает ли ИИ скрытым сознанием

Плазменные шары объединились в сферу над Пакистаном

Поиски Ноева ковчега принимают неожиданный оборот

Правительство США обнаружило инопланетный корабль

С привидениями будут разбираться в суде

Светящиеся огни над Северной Каролиной

Секретная база пришельцев на дне океана

Сила, которая влияет на продолжительность суток

Существует ключ к обретению сознания

Устаревшие роботы сами спрыгнули в чан с металлом

Уфология - это наука или псевдонаука

Демоническая атака

Жаркие споры о раскрытии информации об НЛО

Жизненно важные показатели Земли на грани

Житель Вайоминга сообщает о загадочных объектах

Загадочный взрыв американского спутника-шпиона

Загадочный объект пролетел мимо горы в Венесуэле

ИИ может стать самым опасным явлением

Каково это - быть дельфином

Когда жизнь на Земле закончится

Место последнего упокоения Ноева ковчега найдено

Мозгозависимый дуализм

Над Землей завис материнский корабль пришельцев

Поиски мифического дома с привидениями

Полиция Австралии тайно документировала НЛО

Сингулярность в сфере ИИ, возможно, уже наступила

Странная история о фермере, НЛО и фестивале

США заявило о российском орбитальном оружии

Темная сторона раскрытия информации об НЛО

У самого холодного лавового мира нашли атмосферу

Экзопланета в обитаемой зоне у очень горячей звезды

Австралийский экстрасенс обвиняется в афере

Власти США обнаружили неопознанный объект

Два огромных неопознанных объекта, снятых Хабблом

Загадочный объект без крыльев и двигателя

Запечатлели редкое огненное облако с шапкой

ИИ может уничтожить миллиарды людей

Инопланетные гости ищут гены для размножения

Исследователь НЛО изменил своё мнение о Боге

Корабль пришельцев или физика ракетного двигателя

Легендарный корабль был обнаружен

Марсианская цивилизация погибла в ядерной катастрофе

Мужчина сносит кухню из-за явления Девы Марии

НЛО замечен во время полета Starship

Новые файлы о странных формах НЛО

Правительство США восстановило НЛО

Признаки того, что до смерти осталось всего несколько дней

Пришельцы наведались на Землю

Рядовой подстрелил НЛО во время Корейской войны

Туринская плащаница помогла ученым

Эксперты по НЛО сомневаются в позиции Трампа

Адаптация о расследовании аномальных явлений

Будет ли конец света из-за ИИ

Гробница с таинственным порталом в загробный мир

Древний подводный город недалеко от Ноева ковчега

Земные микроорганизмы выжили в океане Энцелада

Исторический запуск SpaceX отслеживал НЛО

Каменные круги неизвестного происхождения нашли в Андах

Коляска сама катится по полу в пабе Англии

Коралловые рифы Марса рассказали о климате

Космоплан отработал операции по захвату спутника

Нападение призрака на Мальте

Научные исследования неопознанных явлений

НЛО замечен во время прямой трансляции SpaceX

НЛО, оккультные ритуалы и контроль сознания

Планеты-изгои способны формировать звезды

Сериал по мотивам мемуаров о НЛО

Таинственная карта точно указывает положение Эдема

Таинственные сферы неоднократно видели в Вайоминге

Ткань охлаждает тело и вырабатывает электричество

Уфологи тщательно изучают план Трампа

Австралийка сфотографировала руку йети

Бренд напитков назначил награду за бигфута

Гигантский лазерный луч наблюдали в Канзасе

Девушка-призрак гладит лошадь

Делает ли ИИ нас умнее или более зависимыми

Женщина доверилась мошеннику-экстрасенсу

За кулисами нового лабиринта ужасов

Земля будет уничтожена астероидом в 2027 году

ИИ формирует детей, а если наоборот

Коннектикут создал тропу привидений

Места в книгах не всегда можно найти в реальности

Место упокоения Ноева ковчега подтверждено

Обнаружена удивительно упорядоченная экзопогода

Огромный новый кратер обнаружили на Луне

Пентагон объявляет о юридическом отказе

Пентагон раскрыл бой с НЛО над Оманским заливом

Поразительные данные о молекулах внутри метеорита

Черные дыры подчиняются одному правилу

Что древние марсианские породы могут рассказать

Является ли темная материя естественной

Аргентинский пилот рассказал о загадочном трио огней

В Парагвае сфотографировали летающую тарелку

В театре Индианы сняли призрачные фигуры

Группа Несси замечена в озере Лох-Несс

Загадочное существо, снятое в Южной Дакоте

Загадочный звук сбивает с толку жителей Милуоки

Как перепрограммировать ваш мозг

Космонавт не встречал инструкций про НЛО

Миссури создается 'Паспорт паранормальных явлений'

Над Техасом сняли НЛО в форме кольца

Полости и органический слой под холмом Арарата

Похищения инопланетянами и НЛО

Предсказателя судьбы обвинили в краже криптовалюты

Презентация о Фармингтонской армаде НЛО

Происхождение ДНК Туринской плащаницы

Проклятие, наложенное на семью

Разоблачитель делится теорией об инопланетянах

Сообщения о появлении бигфута в Кентукки

Четыре странных НЛО, снятых над канадским озером

Шесть сфер над Ближним Востоком

Адаптация истории инсайдера об НЛО

Данные о количестве карликовых галактик не верны

Действия правительства США по сокрытию НЛО

За кулисами частного семинара AARO по НЛО

Наверх
Яндекс.Метрика