Takowe miałyby być wykorzystywane do mierzenia czasu na podstawie drgań jąder atomowych. Z ich wykorzystaniem możliwe będzie osiągnięcie nawet wyższego stopnia precyzji niż ma to miejsce w przypadku obecnie stosowanych zegarów atomowych. Te ostatnie są rzecz jasna bardzo zaawansowane, ale nie zapewniają najwyższego stopnia dokładności pomiarów.
Czytaj też: Laser milion razy potężniejszy od dotychczasowych. Wystarczyła jedna zmiana
O ile zegary atomowe opierają swoje działanie na oscylacji elektronów w atomach, tak w przypadku zegarów jądrowych pod uwagę bierze się drgania jąder atomowych. Tzw. przejścia jądrowe zachodzą ze znacznie wyższą częstotliwością niż zmiany zachodzące w obrębie elektronów, dlatego zapewniają większą precyzję. O szczegółach badań poświęconych wykorzystaniu tej technologii czytamy na łamach Nature.
Zajęli się nimi członkowie międzynarodowego zespołu, kierowanego przez przedstawicieli Argonne National Laboratory oraz Texas A&M University. Obiektem zainteresowania naukowców były poszukiwania źródeł zasilania zegarów jądrowych. W teorii mogłyby być one napędzane z wykorzystaniem nowych źródeł światła.
Dzięki zegarom jądrowym mierzenie czasu będzie jeszcze dokładniejsze. Wysoki stopień precyzji zapewni liczne naukowe zastosowania
Dotychczasowe możliwości były dość ograniczone, między innymi ze względu na niezdolność źródeł promieniowania rentgenowskiego do wytworzenia impulsu potrzebnego do zapoczątkowania oscylacji jądra oraz jej wykrycia. Poza tym konieczne było też zidentyfikowanie idealnego kandydata, jakim przez długi czas wydawał się tor-229. Z czasem wyszło jednak na jaw, że zachodzące w nim przemiany jądrowe są zaskakująco złożone.
Alternatywą może okazać się skand-45, który w stanie wzbudzonym ma relatywnie długi okres półtrwania. Niestety, wciąż występował inny problem: brak możliwości wywołania oscylacji, dlatego skand-45 zszedł na dalszy plan. Teraz naukowcy powrócili do sprawy i sądzą, że oscylacje mogłyby być wywoływane za pośrednictwem źródła światła rentgenowskiego opartego na akceleratorach. W takich okolicznościach doszło do powstania teoretycznego zegara jądrowego.
Czytaj też: Najmniejszy zegar atomowy na świecie otworzy drzwi do nowej fizyki
Jak na razie członkom zespołu badawczego udało się dokonać potwierdzonych obserwacji co najmniej 93 przypadków rozpadu jądrowego. Jakby nie było to wystarczającym sukcesem, to należy też podkreślić, że naukowcy określili energię rezonansu z 250-krotnie wyższą dokładnością, aniżeli zakładano. Jeśli dalsze badania będą przebiegały równie sprawnie, jak dotychczasowe, to można się spodziewać, że już wkrótce do naukowego użytku wejdą zegary jądrowe zdolne do wykonywania pomiarów z niewyobrażalną wręcz dokładnością.
