A w zasadzie wszystkich naukowców zajmujących się badaniem wszechświata (i nie tylko). Chodzi o tzw. zegary jądrowe, które mogłyby zdeklasować dotychczasowych dominatorów, czyli zegary atomowe. Dzięki zaangażowaniu niemieckich i austriackich naukowców stworzenie takiego instrumentu ma stać się jak najbardziej realne.
Czytaj też: Rekordowo dokładny zegar zdetronizował samego siebie. Jego skuteczność trudno sobie wyobrazić
W tym celu inżynierowie chcieliby wykorzystać jeden z izotopów toru, czyli pierwiastka chemicznego cechującego się wysoką promieniotwórczością. Członkowie zespołu badawczego stojącego za całym przedsięwzięciem dążą do zwiększenia dokładności pomiarów. Jak wyjaśniają, kluczem do sukcesu ma być metrologia koherentna poza elektrycznymi przejściami dipolowymi. Za tym skomplikowanym opisem kryje się metoda wykorzystująca światło z orbitalnym momentem pędu.
Bardzo dokładne pomiary czasu są przydatne z perspektywy wielu różnych zastosowaniach i bynajmniej nie chodzi o niespóźnianie się do pracy. Naukowcy celują raczej w kwestie takie jak działanie nawigacji satelitarnej, zbieranie danych z orbity naszej planety czy poszukiwanie informacji na temat ciemnej materii. Ta ostatnia, choć jak na razie ma hipotetyczny charakter, miałaby odpowiadać za większą część masy całego wszechświata.
W uzyskaniu rekordowo wysokiej precyzji pomiarów miałyby pomóc zegarom jądrowym izotopy toru
Obecnie w tym celu stosuje się zegary atomowe, mierzące czas z wykorzystaniem przejść między stanami energetycznymi atomów. Europejscy badacze proponują natomiast użycie lasera wąskopasmowego tak, aby jądro atomowe przechodziło między poziomami energii i emitowało fotony. Gdyby udało się wdrożyć takie podejście w praktyce, to możliwy miałby być wzrost dokładności pomiarów o współczynnik rzędu 3.
Jaki pierwiastek miałby być wykorzystany? Mówi się o torze, którego jądro składa się z 229 protonów i neutronów. Jego stan wzbudzony jest o około osiem elektronowoltów bardziej energetyczny niż jego stan podstawowy, czyli najniższy stan energetyczny danego atomu. W ubiegłym roku fizykom udało się zarejestrować przejście ze stanu wzbudzonego do podstawowego.
Czytaj też: Nieznana wcześniej materia i ekspansja wszechświata. Wnioski naukowców całkowicie zmieniają sytuację
Do wzbudzania jąder inżynierowie proponują użycie przezroczystych kryształów, w których tor zajmuje miejsce w stanie jonowym. Istotną zaletą takiego podejścia jest to, że kryształ może pomieścić wiele jąder toru na raz. Niestety, wciąż zdarzają się problemy, z brakiem odpowiednio precyzyjnego lasera na czele. Pomóc miałaby wspomniana metoda wykorzystująca światło z orbitalnym momentem pędu. I choć badania w tej sprawie wciąż mają czysto teoretyczny charakter, to ich autorzy nie poddają się – szczególnie mając na uwadze to, jak wielce rewolucyjny mógłby być taki zegar.
