Oamenii de știință au folosit lumina laser pentru a energiza nucleul unui atom de toriu, deschizând astfel posibilitatea de a realiza ceasuri nucleare de mare precizie. Această descoperire implică manipularea nivelurilor de energie atomică pentru a măsura timpul cu un grad extraordinar de precizie.
Ceasurile atomice, în prezent cele mai precise dispozitive de măsurare a timpului, funcționează prin măsurarea tranzițiilor energetice ale electronilor din interiorul atomilor. Prin excitarea unui electron cu lumină laser, acesta sare la un nivel energetic superior înainte de a emite lumină la o frecvență constantă.
Această lumină emisă servește drept tic-tac al ceasului, permițând măsurarea precisă a timpului. Cu toate acestea, ceasurile atomice au limitări din cauza vulnerabilității interferențelor externe asupra electronilor.
Acest lucru i-a determinat pe cercetători să exploreze conceptul de ceasuri nucleare, care ar folosi tranzițiile energetice ale nucleelor atomice, protejându-le de perturbațiile externe.
Provocarea a constat în utilizarea laserelor pentru a induce aceste tranziții, deoarece nivelurile de energie nucleară sunt în mod tradițional mai mari și mai puțin compatibile cu stimularea laserului în comparație cu nivelurile de energie ale electronilor.
Recent, fizicienii au folosit cu succes lumina laser pentru a propulsa nucleul unui atom de toriu-229 la un nivel energetic dorit. Excitând cu atenție atomul și observând lumina emisă, cercetătorii au putut asista la schimbarea precisă de energie implicată în tranziția nucleară.
Prin metode sofisticate de captare a atomilor în cristale, oamenii de știință au creat medii controlate pentru a studia direct aceste tranziții energetice.
Această realizare marchează un pas important către dezvoltarea de ceasuri nucleare, care ar putea oferi o nouă perspectivă asupra măsurării timpului și explorării forțelor fundamentale ale universului, cum ar fi energia și materia întunecată.
