Ceasurile nucleare ar putea depăși ceasurile atomice ca fiind cele mai precise ceasuri!!!

Dacă fizicienii le pot construi, ceasurile nucleare ar fi un tip de ceas nou-nouț, care ar păstra timpul bazat pe fizica inimilor atomilor. Cele mai precise ceasuri de astăzi, numite ceasuri atomice, se bazează pe comportamentul electronilor atomilor.

Dar un ceas bazat pe nuclee atomice ar putea atinge de 10 ori precizia acelor ceasuri atomice, estimează cercetătorii.

Ceasurile mai bune ar putea îmbunătăți tehnologiile care depind de acestea, precum navigația prin GPS, a spus fizicianul Peter Thirolf în cadrul unei întâlniri online a Diviziei Societății Americane de Fizică a Fizicii Atomice, Moleculare și Optice.

Dar „nu este vorba doar de cronometrare”. Spre deosebire de electronii atomilor, nucleii atomici sunt supuși forței nucleare puternice, care ține împreună protoni și neutroni.

„Un ceas nuclear vede o altă parte a lumii”, a spus Thirolf, de la Ludwig-Maximilians-Universität München din Germania. Asta înseamnă că ceasurile nucleare ar putea permite noi teste de idei fundamentale în fizică, inclusiv dacă numerele presupuse imuabile din fizică cunoscute ca constante fundamentale sunt, de fapt, constante.

Ceasurile atomice numără timpul folosind salturile de energie ale electronilor atomilor. Conform fizicii cuantice, electronii din atomi pot transporta doar anumite cantități de energie, la niveluri specifice de energie.

Pentru a ciocni electronii într-un atom de la un nivel de energie la altul, atomii unui ceas atomic trebuie să fie loviți cu lumină laser cu frecvența corectă. Această frecvență – rata de oscilație a undelor electromagnetice ale luminii – servește ca un cronometru extrem de précis, notează Science News.

Măsurătorile recente au identificat mai precis energia acelui salt, un pas crucial către construirea unui ceas nuclear de toriu. Thirolf și colegii săi au estimat energia măsurând electronii emiși atunci când nucleul sare între cele două niveluri, așa cum a fost raportat în Nature în 2019.

Și într-o lucrare din 2020 în Physical Review Letters, fizicianul Andreas Fleischmann și colegii săi au măsurat alte salturi de energie pe care le poate face nucleul torului. , scăzându-le pentru a deduce energia saltului ceasului nuclear.

Ceasurile nucleare ar putea permite cercetătorilor să elaboreze noi teste pentru a determina dacă constantele fundamentale ale naturii variază în timp.

De exemplu, unele studii au sugerat cum constanta structurii fine, un număr care stabilește puterea interacțiunilor electromagnetice, s-ar putea schimba (SN: 11/2/16).

„Acest ceas nuclear este un sistem perfect pentru a căuta variația constantelor fundamentale”, a declarat Victor Flambaum de la Universitatea din New South Wales din Sydney.

Dispozitivele ar putea testa, de asemenea, o bază a teoriei generale a relativității a lui Einstein, numită principiul echivalenței (SN: 12/4/17). Sau ar putea căuta materie întunecată, particule evazive nedetectate, despre care fizicienii cred că reprezintă cea mai mare parte a materiei universului, ceea ce ar putea modifica bifarea ceasului, scrie Emily Conover.

Potențialul ceasurilor nucleare este atât de promițător încât, pentru Fleischmann, de la Universitatea Heidelberg din Germania, a durat doar o clipă să se hotărască să abordeze problemele legate de modul în care oamenii de știință ar putea construi un ceas nuclear, spune el.

A fost „încă din prima secundă clar că aceasta este o întrebare pe care ar trebui să o lucrăm”.

Cunoaşte Lumea --> Prima pagină