Nowa era w spektroskopii jądrowej: zmiana postrzegania fundamentalnych zasad natury

WarsawFizycy z UCLA dokonali znaczącego postępu w dziedzinie spektroskopii jądrowej. Dzięki zastosowaniu światła laserowego do wzbudzania jądra atomu mogą zrewolucjonizować sposób, w jaki mierzymy czas, grawitację i inne obszary. Ten postęp może znacznie zwiększyć dokładność pomiarów. Oto główne punkty:

Atomy toru umieszczono w przezroczystym krysztale bogatym w fluor. Do wzbudzenia jądra toru wykorzystano lasery. Ta metoda minimalizuje zakłócenia ze strony elektronów, co umożliwia dokładne pomiary.

Wykorzystanie jądra atomu może zwiększyć dokładność zegarów. Obecne zegary atomowe opierają się na elektronach, które mogą być podatne na wpływy otoczenia, co ogranicza ich precyzję. Neutrony i protony w jądrze atomowym są mniej podatne na te wpływy. Dlatego zegary jądrowe mogą być najdokładniejszymi zegarami dostępnymi na rynku.

Eric Hudson, profesor na UCLA, kierował projektem, który trwał 15 lat. Jego zespół zdołał sprawić, że neutrony w jądrach toru-229 reagowały na światło laserowe. Elektrony w krysztale silnie wiązały się z fluorem, co pozwoliło światłu o niskiej energii dotrzeć do jądra. Dzięki temu jądra toru mogły pochłaniać i emitować fotony, co umożliwiło precyzyjne pomiary.

Sugestie z dziedziny astronomii wskazują, że takie wartości jak stała struktury subtelnej mogą ulegać zmianie. Ta stała określa siłę oddziaływań utrzymujących atomy razem. Jeżeli ulegnie ona zmianie, nasze fundamenty praw natury również mogą się zmienić. Bardziej precyzyjne pomiary mogą ujawnić taką zmienność. Zespół Hudsona ma na celu przetestowanie tych potencjalnych zmian.

Ta technologia ma również zastosowania praktyczne:

• Ulepszone technologie GPS i telefonii komórkowej.
• Bardziej precyzyjne systemy nawigacji i komunikacji.
• Mniejsze i bardziej przenośne zegary atomowe.

Zobacz również:

Dzisiaj · 09:56

Nowatorska akceptacja organów: przełom w medycynie transplantacyjnej

Dzisiejsze zegary atomowe są duże i potrzebują specjalistycznych narzędzi, takich jak komory próżniowe i systemy chłodzenia. Zegar jądrowy oparty na torze byłby mniejszy i dokładniejszy.

Badania te zostały sfinansowane przez Narodową Fundację Nauki Stanów Zjednoczonych. Denise Caldwell wyjaśniła, że precyzyjne pomiary stałych przyczyniły się do znaczącego postępu technologicznego. Technika oparta na jądrze atomowym potrafi mierzyć stałe z taką dokładnością, że wydaje się, iż ich wartości ulegają zmianie.

Nowa spektroskopia jądrowa może pomóc naukowcom odkrywać nowe cechy atomów. Pozwala im ona obserwować, jak atomy wchodzą w interakcje z energią i swoim otoczeniem. Dzięki temu można będzie testować podstawowe teorie dotyczące materii, energii i zasad rządzących wszechświatem.

Zespół Hudsona stwierdził, że przy użyciu bardziej precyzyjnych narzędzi pomiarowych, możemy zaobserwować inne stałe. Ich badania rozwijają te dokładne pomiary i mogą doprowadzić do nowych odkryć naukowych.

Naukowcy umieścili atomy toru-229 w krysztale i użyli lasera do wzbudzenia jądra atomowego. To osiągnięcie jest istotne, ponieważ dostarcza najbardziej czułego testu do sprawdzania, czy stałe fundamentalne pozostają niezmienne. Ta metoda może zrewolucjonizować, w jaki sposób mierzymy te stałe w kosmosie.

Ta prosta metoda otwiera nowe możliwości. Przyszłe badania mogą badać największe tajemnice wszechświata. Istnieje wiele fascynujących perspektyw.