Науковці створили інноваційний ядерний годинник, у якому немає радіації

Науковці розробляють ядерні годинники з використанням тонких плівок торію тетрафториду (ThF₄). Це відкриває нові можливості для надточного вимірювання часу. Технологія робить ядерні годинники менш радіоактивними та значно дешевшими порівняно з попередніми моделями, що сприятиме їх практичному застосуванню, наприклад, у телекомунікаціях і навігації, інформує SciTech­Dai­ly.

Вчені пояснили: ядерні годинники вимірюють енергетичні переходи у ядрі атома — це забезпечує унікальну точність, оскільки ці переходи менш чутливі до зовнішніх впливів. Проте створення таких годинників ускладнене через радіоактивність та високу вартість ізотопу торію-229. Нове дослідження, опубліковане у фаховому віснику Nature, демонструє, як тонкі плівки ThF₄ значно знижують радіоактивність і вартість технології.

Плівки створюються методом фізичного осадження з пари, під час якого торій фторид випаровується, а потім конденсується на підкладці, утворюючи шар товщиною лише 100 нанометрів. Цей процес використовує мікрограми торію-229, що робить годинники у тисячу разів менш радіоактивними, зберігаючи при цьому ефективність для ядерних переходів (див. схему вище — ред.).

Однак виклики залишаються: через різні середовища атомів у плівці виникають варіації енергетичних переходів. Попри це, команда успішно підтвердила ядерні збудження, що робить плівки перспективним частотним еталоном для ядерних годинників.

У майбутньому ця технологія може зробити ядерні годинники компактними та портативними, що революціонізує галузі, які залежать від точного часу, зокрема зв’язок і навігацію. Також, можливість точного вимірювання часу може відкрити шлях до нових відкриттів у галузі фізики та високих технологій.