Konstnärens återgivning av en kärnkraftig optisk klocka. Upphovsman:P. G. Thirolf et al., Ann. Phys. 531, 1800381 (2019).
Ett team av forskare från Tyskland och Österrike har gjort en ny mätning av kärnan i en thorium-229-isotop, gå ett steg närmare en kärnvapenklocka. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , gruppen beskriver hur de mätte isotopen och deras resultat.
Under de senaste hundra åren har forskare har utvecklat allt mer exakta klockor. Utvecklas från kvartsrörelser till tickandet av elektroner i ett atomskal, forskare har avancerat tidtagning till den grad att vissa atomklockor är korrekta för en del av 10 18 - noggrann nog att inte förlora en enda sekund under universums liv hittills.
Men ändå, forskare vill ha en ännu mer exakt klocka:en baserad på oscillationer av atomkärnor - eller i detta fall, en isotop. Forskare har tidigare försökt att göra en sådan klocka, men har misslyckats av olika skäl, mestadels relaterat till de höga övergångsenergier som är inblandade. De flesta sådana arbeten har fokuserats på thorium-229 eftersom dess upphetsade tillstånd är det lägsta kända för alla atomkärnor.
Tills nu, flera försök har gjorts för att identifiera den exakta våglängden för ultraviolett ljus som kan användas för att excitera thorium-229, vilket skulle avslöja vilken typ av laser som skulle kunna användas för att skapa en kärnvapenklocka. Var och en har gett lite olika resultat, men forskare kommer närmare svaret. I denna nya insats, forskarna har kommit närmast ännu, för med sig möjligheten till en ny tidsålder.
En elektronmikroskopi med falsk färgscanning av 8x8 -uppsättningen maXs30 -detektorer. Upphovsman:©:Matthäus Krantz
Arbetet innebar att mäta strålningen från ett uranprov-233-prov när det förfallit till flera typer av isomerer, varav en var thorium-229-en teknik som har testats tidigare. Men den här gången, laget använde en metod som var mer exakt, vilket ledde till en mer exakt uppskattning av våglängden för ultraviolett ljus som behövs för att mäta svängningarna av isotopens kärna. De mätte övergångsenergin till 8,1 elektronvolt, vilket skulle innebära en ultraviolett laser med en våglängd på 153,1 nanometer skulle kunna användas för att bygga den svårfångade kärnklockan. Teamet planerar att utföra flera mätningar med samma teknik för att minska osäkerheten, och kanske för att komma fram till den exakta mätningen som behövs för att bygga den mest exakta klockan man kan tänka sig.
© 2020 Science X Network
