Физики из Венского технического университета совершили настоящий технологический прорыв, впервые в истории запустив работающие ядерные часы. Почти шесть десятилетий главным эталоном времени на Земле оставались атомные часы, работающие на колебаниях внешних электронов цезия-133. Новые же часы переключают внимание с рыхлых электронных оболочек на само монолитное ядро атома тория-229. Перевод нейтрона в возбуждённое состояние с помощью специального лазера позволяет фиксировать резонансную частоту на фундаментально ином, невероятно глубоком физическом уровне.
Главное преимущество ядерных часов заключается в их феноменальной защищённости от внешних помех. В отличие от электронов, которые легко сбиваются с толку сторонними магнитными или электрическими полями, плотное атомное ядро надёжно экранировано и почти не реагирует на шум окружающей среды. Более того, внутри ядра процессы определяются не только электромагнетизмом, но и сильным и слабым ядерными взаимодействиями. Это делает ториевые часы примерно в миллион раз чувствительнее к малейшим колебаниям фундаментальных физических констант, чем любые существующие приборы.
Хотя пока первая экспериментальная установка отстаёт на одну секунду за 30 000 лет (что технически уступает лучшим цезиевым образцам), у неё есть колоссальный потенциал для роста. Главным затыком сегодня остаются ультрафиолетовые лазеры: доступные модели пока дают много шума и не обладают достаточной мощностью. Учёные рассчитывают решить проблему с оптикой буквально за три года, что позволит мгновенно сровнять ядерные часы с лучшими атомными, а в перспективе — обойти их по точности и сделать прибор максимально компактным.
Впрочем, измерять время — далеко не единственная задача нового гаджета. Исследователи уже успели проверить ядерные часы в поиске гипотетической тёмной материи. По одной из теорий, поле сверхлёгких частиц должно создавать крошечные пульсации фундаментальных сил, а чувствительное ториевое ядро идеальнее всего подходит на роль детектора таких аномалий. Первые тесты пока не дали чёткого сигнала, но физики подчёркивают, что с доработкой лазеров чувствительность системы вырастет в тысячи раз.
