Primele ceasuri nucleare au început să funcționeze
Două echipe independente de cercetători din Viena și Beijing au dezvoltat primele ceasuri nucleare funcționale, bazate pe tehnologia toriu-229. Rezultatele acestor studii au fost publicate pe 7 octombrie 2026, în revista Nature.
Tehnologia toriu-229 și avantajele sale
Ceasurile nucleare utilizează nucleul atomului ca reper pentru măsurarea timpului, ceea ce le-ar putea face mai precise, compacte și rezistente la perturbările externe, în comparație cu ceasurile atomice tradiționale. Spre deosebire de ceasurile atomice, care se bazează pe tranzițiile electronilor, ceasurile nucleare măsoară tranzițiile nucleare, care sunt mai puțin influențate de câmpurile electrice și magnetice.
Inovații în măsurarea timpului
Nucleul toriu-229 este utilizat datorită energiei sale neobișnuit de scăzute, permițând atingerea stării nucleare excitate cu ajutorul unui laser ultraviolet special. Această abordare face ca ceasurile nucleare să fie promițătoare în ceea ce privește precizia măsurării timpului, aspect esențial pentru diverse aplicații tehnologice.
Funcționarea ceasului nuclear
În cadrul experimentelor, nucleele de toriu-229 au fost integrate în cristale de fluorură de calciu, iar un laser ultraviolet a fost utilizat pentru a provoca tranzițiile nucleare. Frecvența laserului a fost ajustată continuu în funcție de semnalele generate de nucleele de toriu, astfel transformându-se într-un reper stabil pentru ceas.
Aceste realizări de către două echipe de cercetători, care au obținut rezultate similare prin metode diferite, sugerează că tehnologia poate fi reprodusă și extinsă în viitor.
Ceasurile nucleare: O nouă eră în măsurarea timpului
Primele ceasuri nucleare au început să funcționeze și ar putea avea capacitatea de a măsura timpul cu o precizie mai mare decât ceasurile atomice. Deși prototipurile actuale sunt mai puțin stabile decât cele mai avansate ceasuri atomice optice, cercetătorii sunt optimiști cu privire la viitorul acestor dispozitive.
Tehnologii promițătoare pentru îmbunătățire
Proiectele actuale implică îmbunătățirea cristalelor, a laserelor și a sistemelor de citire, ceea ce ar putea crește semnificativ precizia ceasurilor nucleare. Utilizarea cristalelor permite includerea unui număr mare de nuclee într-un spațiu redus, făcând aceste dispozitive mai compacte și mai rezistente decât ceasurile atomice tradiționale, care necesită camere cu vid și răcirea atomilor.
Aplicații potențiale
Măsurarea mai precisă a timpului poate aduce beneficii semnificative în domenii precum navigația prin satelit, sincronizarea rețelelor de comunicații și măsurătorile geodezice. De asemenea, ceasurile nucleare pot funcționa ca senzori pentru gravitație, având capacitatea de a detecta variații minime de altitudine sau schimbări subterane, conform teoriei relativității generale.
Experimente și cercetări
Unul dintre ceasurile dezvoltate la Viena a fost folosit în căutarea materiei întunecate, demonstrând potențialul său în testarea unor întrebări fundamentale din fizică, deși materia întunecată nu a fost detectată.
Știai că?
Ceasurile nucleare nu generează energie nucleară. Toriul-229 este utilizat datorită tranziției energetice accesibile cu tehnologia laser actuală. Ideea de a construi un ceas nuclear pe baza toriului-229 a fost propusă în 2003, iar transformarea acestui principiu în dispozitive funcționale a durat peste două decenii.
Ceasurile atomice sunt esențiale pentru funcționarea sistemului GPS, unde chiar și o diferență de câteva miliardimi de secundă poate afecta precizia poziționării.
