Atom soatlaridan ham kuchliroq: Yadro soatlari

Keling, sizga bir sirni aytaman — men atom soatlariga juda qiziqaman. Bu asboblar allaqachon ajoyib: eng yaxshi namunalari 30 milliard yil davomida bir soniyaga ham xato qilmaydi. Bu Koinotning yoshidan ham uzun! Lekin bu hafta meni hayratda qoldirgan narsa boshqacha — olimlar atom soatlarini ham ortda qoldiradigan narsani yaratdilar.

Ikki guruh — Avstriyadan TU Wien hamda NIST va JILA jamoalari va Xitoydan boshqa bir guruh — yadro soatlarini yaratish usulini mukammallashtirdi. Bunlar sinov namunalari emas. Haqiqiy ishlaydigan asboblar.

Yadro nima uchun elektronlardan yaxshiroq?

Oddiy qilib tushuntiraman. Atom soatlari atom ichidagi elektronlarning energiya holatlarini o'lchaydi. Shu kabi — juda kichkina to'pning sakrashini sanash kabidir. Ammo elektronlar beqaror. Ularni elektr maydonlari, harorat o'zgarishi va boshqa narsalar osongina chalg'itadi.

Yadro soatlari esa thorium-229 atomining yadrosidan foydalanadi. Yadro — himoyalangan zich markaz. Tashqi ta'sirlardan uzoqda. Bu poyga vaqtini bo'ron ichida o'lchash bilan zaxira, harorat boshqariladigan xonada o'lchash o'rtasidagi farq kabi. Kamroq xalaqit — ko'proq aniqlik.

Thorium-229 siri

Bu qiziq qismni olimlar 20 yildan ortiq vaqt davomida ishlab chiqdilar. Ko'pchilik yadrolar holatini o'zgartirish uchun juda katta energiya talab qiladi — hech qanday lazer bunaqa qila olmaydi. Lekin thorium-229 boshqacha. Uning ikkita yadro holati deyarli bir xil energiyaga ega. Shuning uchun to'g'ri lazer chastotasi bilan uni holatini o'zgartirish mumkin.

Olimlar lazer barqarorligini saqlash muammosini hal qildilar — doimiy sozlash va tuzatish qiluvchi teskari aloqa halqasi yordamida. Bu soating mayatnikini doim nazorat qilib turuvchi kichik robot kabidir.

Bu nima uchun muhim?

Mana bu yerda qiziqarli bo'layapti. Yadro soatlari tashqi ta'sirlardan kamroq扰, fundamental fizika doimiylaridagi juda kichik o'zgarishlarni aniqlashi mumkin — yadroning kuchli kuchini boshqaruvchi raqamlarni.

Bu nimani anglatadi? Shu o'zgarishlar qorong'i materiya zarrachalarining oddiy modda bilan biz ilgari seza olmagan usullarda o'zaro ta'sir qilishi natijasida yuzaga kelgan bo'lishi mumkin. Qorong'i materiya — Koinotning taxminan 27 foizini tashkil qiladi, lekin biz uni hech qachon to'g'ridan-to'g'ri kuzatmaganmiz. Yadro soatlari uni aniqlashda eng yaxshi imkoniyat bo'lishi mumkin.

Tadqiqotchilarning aytishicha, yadro soatlari 2-3 yil ichida eng yaxshi atom soatlaridan o'zib ketadi. TU Wien'dan Thorsten Schumm bir taqqoslashni juda yaxshi aytdi: "Birinchi avtomobillar ot arabasidan tezroq emasdi. Yangi tamoyilni kiritish haqida edi."

Aynan shunday qilamiz. Vaqtni o'lchash, haqiqiy tabiatni o'rganish va ehtimol Koinot aslida nimadan tashkil topganini tushunish uchun yangi tamoyil.

Qanday ajoyib emasmi?