Поделиться
Российские ученые создают самые точные в мире ядерные часы
В институте физико-технических и радиотехнических измерений ВНИИФТРИ рассчитывают к 2030- 2032 гг. создать экспериментальный образец высокоточных ядерных часов. Это даст России преимущества в изучении квантовых миров и значительный экономический эффект, например, в разработке навигационных приборов, превосходящих современные спутниковые системы.
Проект метрологического центра
Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» (ФГУП «ВНИИФТРИ») планирует разработать к 2030- 2032 гг. экспериментальный образец ядерных часов высокой точности, которые дадут создавшей их стране серьезные преимущества в фундаментальной науке и экономике, сказал генеральный директор ВНИИФТРИ Сергей Донченко агентству РИА «Новости».
Точность устройства может составить 21 знак после запятой. В рамках программы «Квантовые сенсоры и метрология» (входи в нацпрограмму «Цифровая экономика») также разрабатываются мобильные оптические часы, которые будут иметь погрешность менее десяти в минус 18 степени, сказал Донченко.
ВНИИФТРИ был основан 18 февраля 1955 г. на базе Центрального научно-исследовательского бюро единой службы времени, ЦНИИ радиоизмерений и ЦНИИ физико-технических измерений, указано на сайте организации. Институт является главным метрологическим центром Государственной службы времени и частоты и определения параметров вращения Земли (ГМЦ ГСВЧ).
Что нужно для создания ядерных часов
Поиском подхода к созданию ядерных часов, по словам Донченко, занимается все мировое научное сообщество. Усилия ученых активизировались после публикации результатов немецких исследователей из института Physikalisch-Technische Bundesanstalt. Для их фактически новой технологии нужны новые лазеры, работающие в особых диапазонах длин волн, которых нет ни в России, ни за рубежом. Еще нужны специализированные чистые материалы, которые, изначально были и есть только у Российской Федерации.
Для реализации идеи совместной исследовательской группы американских ученых, о которой в декабре 2024 г. писал SciTechDaily, например, нужен Торий-229, редкий радиоактивный изотоп, получение которого в достаточных количествах является непомерно дорогим.
Ученым JILA (совместное учреждение Национального института стандартов и технологий США NIST и Университета Колорадо), NIST, университета Колорадо и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе удалось создать тонкие пленки тетрафторида тория (ThF₄). Использование тонкопленочной технологии в ядерных часах сопоставимо с полупроводниками и фотонными интегральными схемами, что предполагает, что будущие ядерные часы будут в тысячу раз менее радиоактивными и значительно более доступными.
В отличие от оптических атомных часов, которые полагаются на электронные переходы, ядерные часы измеряют энергетические переходы внутри ядра атома . Эти ядерные переходы гораздо меньше подвержены влиянию внешних сил, что дает возможность достичь непревзойденной точности хронометрирования.
Широкие возможности точного измерения времени
О создании самых точных атомных часов в июле 2024 г. заявили разработчики из США. Часы ученых из JILA используют сеть света — «оптическую решетку» — для захвата и измерения десятков тысяч отдельных атомов одновременно. Чем больше атомов измерено, тем больше будет данных у часов для точного измерения секунды.
Высокоточное измерение времени обеспечивает более надежную навигацию, что особенно важно в исследовании космоса, где недостаточно точности GPS, пояснили представители JILA на своем сайте.
Создание точных часов также может существенно сократить наш разрыв в понимании крупномасштабных явлений, описываемых общей теорией относительности, и макроскопического квантового мира.
Короткая ссылка
