|
Учени, финансирани от ЕС, се залавят с мащабния експеримент за конструиране на ядрено-атомен часовник - устройство, което ще представлява голямо подобрение на атомните часовници, използвани в момента. Работата е станала възможна благодарение на 1.3 милиона евро, 5 години „начална субсидия” от Европейския съвет за научни изследвания (ЕСНИ), присъдена на Торстен Шум от Института за атомна и субатомна физика към Виенския технологичен университет в Австрия. Финансирането на ЕСНИ е в допълнение към наградата START, предоставена на д-р Шум в края на 2009 година от Австрийския научен фонд. В сърцето на проекта е 229-торий радиоизотоп. Атомите са съставени от ядро, което е покрито с обвивка от електрони. В повечето атоми, количеството на енергията, необходима за създаването на промените (като „намагнетизиране”) в ядрото и електронната обвивка се различава чрез няколко величини. В резултат, учените, работещи върху различни елементи на атома, са склонни да използват различни инструменти, за да ги изучават; атомните физици използват предимно лазери, за да видят обвивката от електрони, докато ядрените физици разчитат на ускорители на частици, за да изследват ядрото. 229-Торий се различава по това, че има необикновено нискоенергийно възбудено състояние на ядрото. „Следователно е възможно да се създаде възбудено състояние на атомното ядро, чрез използването на (лазерна) светлина!”, пишат изследователите на своя сайт. „Целта на този проект е да намери и определи този нискоенергиен ядрен преход и да го направи достъпен за основните изследвания и приложения.” Конкретно, д-р Шум и неговите колеги се надяват да приложат необичайните свойства на ядрото на 229-торий за изграждането на ядрено-атомен часовник. В момента една секунда е определена като 9 192 631 770 отклонения от светлинната вълна. Това води до специфични промени в обвивката от електрони на атома на Цезий, факт, който се използва в атомните часовници, които определят нашите времеви стандарти. Промените в електроните, обаче, са високочувствителни към магнитни и електрични полета, така че атомните часовници са със сложни предпазители. Освен това измерванията трябва да се извършват в свободно падане, което означава, че следващото поколение атомни часовници би трябвало да бъде базирано на спътници. Ядрено-атомният часовник на основата на 229-торий ще заобиколи тези проблеми. „Йоните на тория могат да бъдат вградени в ултравиолетови прозрачни кристали”, обясняват изследователите. „Сложната и обемиста вакуумна система, изисквана в момента от атомните часовници, може да бъде заменена от единичен кристал при стайна температура, покрит с 229-торий атоми.” Ако екипът е успешен, ядрено-атомният часовник би могъл също така да даде възможност на днешните стандарти за точност на времето да се повишат значително. Д-р Шум вече е започнал създаването на своя изследователски екип и е започнал работата за изграждане на съвременна лаборатория, която има най-високите стандарти, нужни за работата му с лазери (т.е. температурата се задържа изключително стабилна и нивото на вибрации е ниско) и има одобрение за радиационна защита. Лабораторията трябва да е готова до октомври 2010. Според екипа, Института за атомна и субатомна физика е едно от малкото места в света, където ядрената физика и физиката на елементарните частици могат да се комбинират с прецизна лазерна спектроскопия. „Тази среда е наистина уникална и показва ангажимента на Виенския технологичен университет към този проект”, коментира д-р Шум. За повече информация, моля посетете: |