توسعه ساعت‌های هسته‌ای نسل جدید که 10 برابر دقیق‌تر هستند با استفاده از لیزرها
دانشمندان اخیرًا پیشرفتی در طراحی ساعت‌های هسته‌ای که حتی از ساعت‌های کنونی (ساعت‌های نوری) دقیق‌تر هستند و به احتمال زیاد کمتر به تداخلات حساس‌اند، داشته‌اند.
.اکنون فیزیکدانانی از آزمایشگاه سنجش کمّی RIKEN، یک مؤسسه ملی تحقیقات علمی در ژاپن، پیشرفتی دیگر در طراحی ساعت‌های هسته‌ای با استفاده از لیزرها داشته‌اند.
.این ساعت‌های هسته‌ای با اندازه‌گیری عمر هسته‌های توریم-۲۲۹ نوآوری شدند. یون‌های توریم-۲۲۹، به ویژه آن‌هایی که سه بار شارژ شده‌اند (229Th3+)، با موفقیت گرفتار شده و عمر فرسایش آنها با دقت اندازه‌گیری شد.
.10 برابر دقیق‌تر از ساعت‌های نوری اتمی
.در مقابل ساعت‌های نوری اتمی برتر که به بیش از دو برابر عمر فعلی جهان نیاز دارند تا به دلیل وجود سطح غیرقابل تقلب دقت، یک ثانیه منحرف شوند، ساعت‌های هسته‌ای ممکن است به دانشمندان کمک کند تا ماده تاریک را کشف کنند.
.برای نسل بعدی زمان‌سنج‌ها، ساعت‌های هسته‌ای به احتمال زیاد می‌توانند 10 برابر دقیق‌تر از ساعت‌های نوری اتمی باشند.
.این امر به این دلیل است که هسته در ساعت‌های هسته‌ای کمتر به میدان‌های الکترومغناطیسی خارجی و نوسانات دما حساس است، در مقایسه با الکترون‌ها، براساس RIKEN.
.در تمایل به توسعه ساعت‌های جدید نسل بعدی که دقیق‌تر هستند، دانشمندان از توریم-۲۲۹ استفاده کردند زیرا هسته آن کمتر به عوامل خارجی حساس است، برخلاف الکترون‌ها در ساعت‌های اتمی نوری.
.این دقت افزوده می‌تواند به کشف پدیده‌های جدید فیزیکی، مانند ماده تاریک کمک کند.
.کارشناسان از تکنیکی استفاده کردند که شامل لیزرها برای طراحی و به دام انداختن یون‌های سه بار شارژ شده توریم-۲۲۹ (229Th3+) بود، که سپس بهره عمر فرسایششان اندازه‌گیری شد.
.طبق بیانیه، یکی از رویکردهای امیدوارکننده برای تحقق ساعت هسته‌ای این است که یون‌های توریم-۲۲۹ با سه الکترون کم را به دام بیندازد. چنین یون‌های توریم این مزیت را دارند که می‌توانند با لیزرها خنک شوند.
.“آنها همچنین می‌توانند به راحتی تشخیص داده شوند به خاطر فلورسانسی که هنگام تابش نور لیزر از خود ساطع می‌کنند، ” RIKEN بیان کرد.
.هسته توریم-۲۲۹ به ویژه ارزشمند است زیرا می‌تواند با یک لیزر فرا بنفش خلا به دلیل انرژی برانگیختگی استثنایی‌اش تحریک شود. با اندازه‌گیری طول عمر این یون‌ها، پژوهشگران اطمینان حاصل کردند که می‌توانند به طور مؤثر در ساعت‌های هسته‌ای استفاده شوند.
.بررسی ساعت هسته‌ای با لیزر
.با این حال، دانشمندان می‌گویند که لازم است به برخی پارامترها مانند طول عمر فرسایش ساعت هسته‌ای دقیقاً توجه کنند تا اندازه‌گیری شود.
.برای مقابله با این مسئله، تیم از یونی‌های ایزومری سه بار شارژ شده توریم-۲۲۹ از اورانیوم استفاده کرد. سپس با یک لیزر مورد بررسی قرار گرفت.
.آتسوشی یاماگوچی از آزمایشگاه سنجش کمّی RIKEN از دیدن به ثمر رسیدن سیستم از طریق به دام انداختن یون‌ها خوشحال بود.
.وی گفت:
