ISOLDE. Изображение: ЦЕРН 2023-05-25 На сайте ЦЕРН размещена интересная заметка "ISOLDE takes a solid tick forward towards a nuclear clock". Наблюдение долгожданного распада ядра тория-229 в твердотельной системе в центре ядерной физики ЦЕРН является ключевым шагом на пути к часам, которые могли бы превзойти самые точные современные атомные часы.
Атомные часы — самые точные хронометры в мире. Основываясь на периодических переходах между двумя электронными состояниями атома, они могут отслеживать ход времени с точностью до одной квинтиллионной, а это означает, что они не потеряют и не отыграют ни секунды за 30 миллиардов лет — более чем в два раза. возраст Вселенной. Ученые эксперимента ISOLDE в ЦЕРН сообщают о ключевом шаге к созданию часов, основанных на периодическом переходе между двумя состояниями атомного ядра — ядра изотопа торий-229. Такие ядерные часы могут быть более точными, чем самые точные современные атомные часы, благодаря разным размерам и составляющим ядра по сравнению с атомом. Кроме того, он может служить чувствительным инструментом для поиска новых явлений за пределами Стандартной модели, которая в настоящее время является лучшим описанием субатомного мира. Например, это может позволить исследователям искать изменения во времени фундаментальных констант природы и искать сверхлегкую темную материю. С 2003 года, когда были предложены ядерные часы на переходе между основным состоянием ядра тория-229 и первым состоянием с более высокой энергией (называемым изомером), исследователи стремились наблюдать и охарактеризовать этот ядерный переход. В течение двух десятилетий исследователи измеряли со все возрастающей точностью энергию изомера, точное значение которой требуется для разработки лазеров, управляющих переходом к изомеру. Однако, несмотря на большие усилия, им не удалось наблюдать свет, излучаемый при переходе из изомера в основное состояние. Это явление, известное как радиационный распад изомера, который имеет относительно большое время жизни, является ключевым элементом в разработке ядерных часов, поскольку оно позволит, среди прочего, определить энергию изомера с помощью более высокая точность. Команда, работающая в ISOLDE, получила ядра тория-229 в изомерном состоянии новым способом и исследовала их с помощью метода, называемого вакуумно-ультрафиолетовой спектроскопией. Длина волны наблюдаемого света соответствует энергии изомера 8,338 эВ с погрешностью 0,024 эВ — значение, которое в семь раз точнее, чем предыдущие самые точные измерения. Существенным для успеха команды было производство изомерных ядер тория-229 посредством так называемого бета-распада изотопов актиния-229, которые были получены в ISOLDE и включены в кристаллы фторида кальция или фторида магния. Все дальнейшие подробности см. здесь. Загрузить:
|
Электронный портал ядерных знаний Республики Беларусь
Belarusian Nuclear Education and Training Portal - BelNET
