Исследователи из Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) в Мюнхене впервые измерили время жизни возбужденного состояния в ядре нестабильного элемента. Это важный шаг к ядерным часам, которые могли бы показывать время даже лучше, чем лучшие современные атомные хронометры.
Атомные часы - самые точные хронометры, которые у нас есть. Эти хронометристы основаны на точном знании частоты конкретных переходов между определенными энергетическими уровнями в электронных оболочках определенных атомов. Теоретические исследования показывают, что ядерные часы, которые используют аналогичные изменения в энергетических состояниях атомных ядер, могут обеспечить еще более точные стандарты частоты для целей хронометража. Исследовательские группы по всему миру сейчас изучают способы превращения этой теоретической возможности в практическую реальность.
В начале прошлого лета физики доктор Петер Тирольф, Ларс фон дер Венсе и Бенедикт Зайферле с кафедры медицинской физики LMU в сотрудничестве с коллегами из Майнца и Дармштадта добились заметного прорыва в поисках действующей ядерной Часы. В статье, опубликованной в журнале Nature, они сообщили о первом экспериментальном обнаружении специфического энергетического перехода в ядре определенного изотопа элемента тория (Th), который был предсказан десятилетия назад. Ядро этого нестабильного изотопа с атомным весом 229 является единственным известным ядром, обладающим свойствами, необходимыми для разработки практических ядерных часов.
При финансовой поддержке проекта nuClock, финансируемого ЕС, Тиролф, фон дер Венсе и Зайферле продолжили характеризовать энергетический переход в ядре 229Th, и теперь им удалось измерить время жизни возбужденного ядерного состояния. Их выводы опубликованы в журнале Physical Review Letters.
«Это прямое экспериментально определенное значение периода полураспада возбужденного состояния изотопа 229Th», - говорит Бенедикт Зайферле. Теперь команда LMU планирует измерить энергию самого перехода. Имея эти данные, в будущем можно будет оптически индуцировать переход контролируемым образом с помощью лазера соответствующей конструкции.