Исследователи из Вены создали ядерные часы с автоматической стабилизацией, способные ошибаться примерно на одну секунду за 30 млн лет. Прототип использует ядра тория в качестве эталона частоты лазера и сохранял устойчивость более 24 часов без вмешательства. Об этом сообщается на сайте SciTechDaily.
Точность устройства за сутки составила около 10⁻¹⁵. Это пока уступает лучшим оптическим атомным часам, однако руководитель проекта профессор Торстен Шумм из Института атомной и субатомной физики Венского технического университета назвал результат для первого прототипа выдающимся.
Основой системы стал кристалл с атомами тория, на который направляют лазерный луч. Частота лазера может немного меняться, например из-за колебаний температуры, поэтому её необходимо постоянно корректировать. Ядра тория поглощают свет на нужной частоте, а даже небольшое отклонение вызывает заметное снижение поглощения — этот сигнал часы используют для автоматической настройки лазера.
В обычных атомных часах эталоном служат энергетические состояния электронов. У тория-229 два энергетических состояния ядра расположены необычно близко друг к другу, поэтому переход между ними можно вызвать лазерным светом. У большинства других ядер разница энергий значительно больше, и лазер не способен управлять такими переходами.
В апреле 2024 года команда Шумма совместно с группой профессора Эккехарда Пайка из PTB в Брауншвейге впервые добилась лазерного возбуждения ядер тория. Осенью того же года исследователи подключили установку к обычным оптическим атомным часам и показали, что торий может использоваться для высокоточного отсчёта времени. Новая версия уже способна самостоятельно поддерживать частоту без обязательной опоры на атомные часы.
Ядра более чем в 10 тыс. раз меньше атомов и слабее реагируют на внешние воздействия, что в перспективе может повысить точность измерений различных физических величин. Для дальнейшего улучшения показателей учёные планируют применять более мощные лазеры, совершенствовать ториевые кристаллы и использовать другие методы. Результаты работы опубликованы 7 октября 2026 года в журнале Nature в статье «A thorium-229 optical nuclear clock with feedback loop».