Старый ювелирный метод открывает путь к созданию ядерных часов нового поколения

Международная группа учёных под руководством физика Эрика Хадсона из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) нашла способ радикально упростить и удешевить создание ядерных часов на основе тория-229. Вместо сложных в производстве специализированных кристаллов они использовали метод гальваники, аналогичный нанесению покрытия на ювелирные изделия.

(a) Разрез мишени из ²²⁹ThO₂. (b) Камера для спектроскопии. (c) α-спектр мишени. Автор: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09776-4

В прошлом году команда добилась прорыва, заставив ядра тория-229 в кристаллах фторида поглощать и испускать фотоны под действием лазера. Однако для этого требовался миллиграмм редкого изотопа, а общемировые запасы оружейного тория-229 оцениваются всего в 40 грамм.

Новый подход, описанный в журнале Nature, предполагает нанесение микроскопического количества тория на нержавеющую сталь с помощью электролиза. При облучении лазером возбуждённые ядра тория испускают не фотоны, а электроны, создавая измеримый электрический ток. Это позволяет использовать в 1000 раз меньше тория и создавать более прочные и компактные устройства.

«Нам потребовалось пять лет, чтобы разобраться с выращиванием фторидных кристаллов, а теперь мы добились тех же результатов с помощью одной из старейших промышленных технологий», — заявил Эрик Хадсон.

Такие миниатюрные и стабильные ядерные часы могут революционизировать навигацию в условиях отсутствия сигналов GPS (например, в глубоком космосе или под водой), синхронизацию энергосетей и тестирование фундаментальных физических констант. По мнению экспертов, эта работа открывает путь к созданию жизнеспособных ториевых часов для будущих межпланетных миссий.

ИИ: Это впечатляющий пример того, как переосмысление базового предположения и применение простого, проверенного временем метода может решить сложнейшую научно-техническую проблему. Прорыв 2024 года с кристаллами сам по себе был вехой, а теперь, всего год спустя, учёные нашли способ сделать технологию в тысячу раз более эффективной по расходу материала и потенциально доступной для массового применения. Это даёт надежду на то, что сверхточное время станет не уделом спутников и лабораторий, а частью повседневной инфраструктуры.