Ученые создали и испытали линейную квадрупольную ионную ловушку для оптической спектроскопии электронных и ядерных переходов.
Ионная ловушка, созданная учеными из Национального исследовательского ядерного университета МИФИ (НИЯУ МИФИ), позволяет фильтровать и улавливать ионы тория-229 из ионных пучков с широким энергетическим диапазоном, что чрезвычайно важно для создания новых сверхточных ядерных часов, сообщили в среду в пресс-службе университета.
«В НИЯУ МИФИ сотрудниками кафедр №10 и №78 была создана и испытана линейная квадрупольная ионная ловушка для оптической спектроскопии электронных и ядерных переходов. Конструкция источника ионов создана на базе сверхвысоковакуумного испарителя, в котором облако атомов и ионов с разными зарядами образуется из-за облучения образца пучком электронов с энергией до 1 КэВ», — говорится в сообщении.
Принцип действия ядерных часов, над которыми работают российские ученые, основан на отсчете периодов времени с помощью регистрации изомерного перехода, регулярно происходящего в ядрах ионов тория-229. Такие часы, если их удастся создать, будут работать с погрешностью одна сотая секунды в 13,8 миллиарда лет — примерно столько существует наша Вселенная.
«Чтобы создать ядерные часы, нужно пройти четыре этапа: получение ионов, их улавливание и удержание, их охлаждение и, наконец, регистрация их часового перехода. ГК «Росатом» профинансировал два этапа нашей работы и обеспечил нас материалами, в частности, торием-229, который можно наработать только на ядерном реакторе. То есть мы умеем получать ионы, и у нас есть ловушка, чтобы их улавливать и удерживать», — пояснил один из разработчиков технологии сотрудник НИЯУ МИФИ Петр Борисюк.
Он также отметил, что с командой работает теоретик Евгений Ткаля из НИИ ядерной физики МГУ, который является основоположником самой идеи использования ядра тория-229 для создания часов. Кроме того, ученый из МГУ доказал возможность создания лазера на этом же ядерном переходе в тории-229, то есть, фактически гамма-лазера оптического диапазона.
«Эти две разработки — новый метрологический стандарт времени в виде ядерных часов и лазер на ядерном переходе оптической энергии — в своем твердотельном варианте очень близки друг к другу. Их успешная реализация окажет заметное влияние на уровень всего технологического развития человечества», — заявил Борисюк.
«Оказалось, что, научившись измерять время с такой точностью, мы также сможем измерять локальные изменения гравитационного поля Земли. А это позволяет решать задачи по поиску месторождений. Потому что гравитационное поле зависит от плотности. Соответственно, если у вас изменяется плотность породы, например, в этом месте залегает тяжелая руда, то это отразится на гравитационном поле», — рассказал собеседник агентства.
В сообщении отмечается, что оптический ядерный стандарт частоты в виде часов на основе тория позволит увеличить точность глобальной спутниковой навигационной системы, измерить с высокой точностью некоторые фундаментальные константы (постоянная тонкой структуры, гравитационная постоянная) и проверить основы общей теории относительности и космологии. Кроме того, ионную ловушку предполагается использовать при разработке квантового компьютера.
По словам Борисюка, помимо российской группы ученых, близко к созданию ядерных часов подошли ученые из Германии и США.
«С точки зрения инфраструктуры для создания часов Россия немного запаздывает. Но у нас есть значительный задел по пониманию проблем, подходов к их решению и основ той физики, которая здесь заложена», — сказал ученый.
«Кроме того, у нас есть много своих красивых идей, которые мы собираемся воплотить при разработке этих устройств. Одним словом, как только у нас появится соответствующий инструментарий, мы сможем решить задачу в кратчайшие сроки. Американцы тоже не сидят на месте, у них наверняка также есть идеи. Но я думаю, что у нас имеется некоторое преимущество», — заключил собеседник агентства.
Источник: ria.ru
По итогам отрицательная разница между доходами и расходами государственной казны в США увеличилась на 12,1%…
Федеральный бюджет получил профицит 244,16 миллиарда рублей По данным Федерального Казначейства консолидированный бюджет РФ в…
Нефтяные долларовые котировки устремились вниз, несмотря на слабеющий доллар США Поздно вечером 13 марта баррель…
10-летние бумаги Казначейства США столкнулись на рынке с минимальным с октября 2009 года спросом В…
Долларовый индекс продолжает снижаться Американская валюта завершила 12 марта снижением своей стоимости до минимального за…
Доллар США вновь дешевеет к большинству валют мира 12 марта долларовый индекс утром снизился на…