Старый ювелирный трюк может изменить ядерные часы

Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) совершили прорыв в создании ядерных часов на основе тория-229. Ранее для таких часов требовались сложные и дорогие прозрачные кристаллы с большим количеством редкого изотопа. Теперь команда под руководством Эрика Хадсона нашла более простой и дешёвый метод.

Вместо выращивания кристаллов учёные использовали старинную технику гальваники (электроосаждения), применяемую в ювелирном деле. Они нанесли ультратонкий слой тория на нержавеющую сталь, сократив количество необходимого материала в 1000 раз.

«Нам потребовалось пять лет, чтобы понять, как выращивать фторидные кристаллы, а теперь мы получили те же результаты с помощью одной из старейших промышленных техник, используя в 1000 раз меньше тория», — сказал Эрик Хадсон.

Ключевым открытием стало опровержение старого предположения. Раньше считалось, что торий должен находиться в прозрачном материале, чтобы лазерный свет мог возбудить ядро. Оказалось, что для наблюдения за переходом ядра достаточно возбудить атомы у поверхности, а детектировать можно не фотоны, а испускаемые электроны, просто измеряя электрический ток.

Это открытие прокладывает путь к созданию компактных, доступных и сверхточных ядерных часов. Такие устройства могли бы заменить системы синхронизации в энергосетях, сотовых вышках и спутниках GPS, а в будущем, возможно, использоваться в смартфонах или для навигации в глубоком космосе и под водой.

Исследование, опубликованное в журнале Nature, было поддержано Национальным научным фондом США.