Un prototipo de reloj nuclear sugiere un cronometraje ultrapreciso

Mientras que los relojes atómicos miden el tiempo basándose en los saltos de los electrones entre los niveles de energía de los átomos, el cronometraje de los relojes nucleares dependería de los niveles de energía de los núcleos atómicos. Para que un átomo o un núcleo atómico realice un salto de este tipo, se necesita una determinada frecuencia de luz láser. El movimiento de las ondas electromagnéticas de esa luz se puede utilizar para marcar el tiempo.

Los relojes nucleares marcarían el tiempo utilizando una variedad del elemento torio, llamada torio-229. La mayoría de los núcleos atómicos dan saltos de energía que son demasiado grandes para ser provocados por un láser de mesa. Pero el torio-229 tiene dos niveles de energía que están lo suficientemente cerca uno del otro como para que la transición entre esos dos niveles pueda servir como un reloj.

Ahora, los investigadores han precisado determinó la frecuencia de la luz Se necesita una fuerza de 2.020.407.384.335 kilohertz para iniciar ese salto, según informan Ye y sus colegas en el número del 5 de septiembre. Naturaleza.

Es importante destacar la medición Tiene una incertidumbre de 2 kilohertz, es decir, más de un millón de veces la precisión de la mejor medición anterior y más de mil millones de veces la precisión con la que se conocía esa frecuencia hace poco más de un año, lo que pone de relieve múltiples avances consecutivos.

La mejora dependía de un componente llamado peine de frecuencia (Número de serie: 5/10/18). Un peine de frecuencia, un componente crucial de muchos relojes atómicos, crea una matriz de frecuencias discretas de luz. El uso de un peine de frecuencia con torio-229 ha sido un objetivo principal de investigaciónpara algunos científicos (Número de serie: 4/6/21). En el nuevo trabajo, Ye y sus colegas compararon la transición del reloj nuclear con la de un reloj atómico con una frecuencia conocida.

“Esto es algo que será importante como aplicación científica para pruebas de física fundamental”, dice el físico Ekkehard Peik del Instituto Nacional de Metrología en Braunschweig, Alemania, que no participó en la nueva investigación.

En el futuro, estas comparaciones podrían utilizarse para buscar efectos físicos extraños, como Deriva de los valores de las constantes fundamentales (Número de serie: 2/11/16) Se trata de números que, como su nombre lo indica, se cree que son eternamente inquebrantables.