Conform Mediafax: Cercetătorii din Viena și Beijing au anunțat o performanță remarcabilă în domeniul măsurării timpului, prezentând primele ceasuri nucleare funcționale. Aceste noi dispozitive, descrise în două studii publicate în revista Nature, se bazează pe interacțiunea unui laser cu nucleul atomilor, în loc să monitorizeze mișcarea electronilor, așa cum fac ceasurile atomice tradiționale. Deși încă nu depășesc precizia celor mai bune ceasuri atomice existente, potențialul de perfecționare este considerabil.
Ce este, de fapt, un ceas nuclear?
Termenul „ceas nuclear” poate crea confuzie, sugerând o dependență de reacții nucleare. În realitate, funcționarea acestor ceasuri se bazează pe modul în care un laser interacționează cu nucleul unui atom. Atât dispozitivele dezvoltate la Viena, cât și cele din Beijing folosesc un izotop al toriului, toriu-229, capturat în cristale solide de fluorură de calciu.
Cum funcționează și de ce este importantă precizia sporită
Spre deosebire de ceasurile atomice convenționale, care monitorizează tranzițiile de energie ale electronilor din jurul nucleului, ceasurile nucleare țintesc direct protonii și neutronii din nucleul atomic. Nucleul fiind mult mai mic, cercetătorii anticipează că aceste tranziții vor permite o precizie sporită în măsurarea timpului. Cele mai performante ceasuri atomice actuale pot devia de la ora exactă cu doar o secundă în miliarde de ani, precizie esențială pentru sisteme precum navigația prin satelit, comunicațiile digitale și rețelele mobile. O perfecționare a ceasurilor nucleare ar putea duce la optimizarea acestor tehnologii.
Thorsten Schumm, fizician la Universitatea Tehnică din Viena și unul dintre coordonatorii echipei austriece, vede aplicații extinse, inclusiv în navigația prin satelit, sincronizarea transferurilor de date și măsurători de înaltă precizie. Un avantaj suplimentar ar putea fi dimensiunea redusă și sensibilitatea mai mică a acestor viitoare ceasuri, comparativ cu unele ceasuri atomice actuale.
Colaborarea Viena-Beijing și perspectivele viitoare
Faptul că două echipe din locații diferite, Viena și Beijing, au reușit să dezvolte independență aceste tehnologii simultan subliniază viabilitatea ideii. Cercetătorul chinez Shiqian Ding, de la Universitatea Tsinghua, a subliniat că acest rezultat demonstrează că principiul funcționează și nu este dependent de o singură abordare experimentală. Echipele au utilizat metode diferite, dar au observat deja posibilitatea de a integra componentele lor pentru a crea un ceas superior. Ceasul din Viena dispune de cristale de toriu cu proprietăți optice îmbunătățite și o concentrație mai mare, în timp ce echipa din Beijing a dezvoltat un laser mai puternic.
Pe lângă aplicațiile practice imediate, ceasurile nucleare ar putea servi și ca instrumente noi în căutarea unor fenomene neelucidate ale universului. Echipa din Viena a utilizat noul ceas într-un experiment menit să detecteze materia întunecată, una dintre marile enigme cosmice. Deși experimentul nu a identificat materia întunecată, a confirmat capacitatea ceasului nuclear de a efectua măsurători la nivelul celor mai precise ceasuri atomice existente. Acest succes deschide calea către explorarea unui „univers complet nou al fizicii”, conform declarațiilor lui Schumm.
Sursa: Mediafax
