Дві команди фізиків побудували годинник, у яких відлік часу співпадає на перехід між станами в ядрі торію-229. В обох установках торій містить у собі кристали фторіду кальцію, крізь які пропускали ультрафіолетове світло. За секунду вимірювання частота китайського годинника відхилялася приблизно до половини частки на трильйон, а в австрійському за добу безперервної роботи цей показник знизився приблизно до однієї частки на сто трильйонів.
Ядерний годинник у уяві художника: лазер збуджує ядра торію в кристалі, їх саме вони задають хід. Oliver Diekmann / TU Wien
Як ядерний перехід став опорою для годинника?
Оптичний атомний годинник відлічує час, порівнюючи частоту лазера з частотою переходів атома. В атомному годиннику еталоном є перехід між ентропійними станами атома. Перехід у ядрі торію-229 має незвично низьку енергію як для ядерного переходу, тому його можна збудити ультрафіолетовим світлом. Частота переходу може чутливо реґуґувати на зміни фундаментальних сталих. Порівняння частоти цього переходу з частотою атомного годинника може допомогти перевіряти, чи змінюються фундаментальні сталі з часом. Вiдмiрювання часу двоx незалежних виробiв кристалів далi майже однакової точностi. Тakих змiн не зафiксували, але результатiв допомогi обмiжити можливий вплив темної матерiї на фотони i квapкi.
Кристал фторіду кальцію з торієм, вивішенний у Віденському технічному університеті. TU Wien
Австрійська команда працювала з кристалом міліметрового розміру за кімнатної температури і порівнювала частоту ядерного годинника з атомними годинниками. Майже 23 години дослідники шукали періодичні зміни його пророху частоти матерію на фотоні і кварки. Зміни не зафіксували, але результатів допомогли обміжити можливий вплив.
Які ще квантові технології досліджують фізики?
⚛️ Так, атомні годинники запропонували відправити ближче до Сонця, бо там, як припускають науковці, темне матерію може бути більше.
💡 Також квантовий сенсор допоміг простежити, як навiснi властивостi речовини.
🛠️ А Microsoft показала процес прочесору на топологічних кубітах і заявила, що цю архітектуру можна масштабувати до мільйона кубітів на одному чипі.