Ядерные часы улучшат навигационные системы

НИЖНИЙ НОВГОРОД, 1 августа. /ТАСС/. Создание ядерных часов улучшит в будущем точность навигационных спутниковых систем, а также позволит измерить с высокой точностью ряд фундаментальных констант, в том числе гравитационную постоянную, за счет чего можно будет проверить основы космологических эффектов общей теории относительности. Об этом сообщили в пресс-службе саровского Национального центра физики и математики (НЦФМ).

"Помимо того, что ядерные часы станут более миниатюрными и стабильными по сравнению с атомными, они будут еще и более точными. С их точностью непосредственно связано повышение точности навигационных спутниковых систем (GPS, ГЛОНАСС). Высокая точность стандарта частоты может позволить регистрировать зависимость частоты перехода от гравитационного поля: измерять гравитационное поле Земли с использованием стандарта частоты, находящегося на спутнике. <…> Ядерный стандарт частоты также позволит решать задачи фундаментальной физики, в частности измерить с высокой точностью ряд фундаментальных констант (постоянную тонкой структуры, гравитационную постоянную) и тем самым проверить основы космологических эффектов общей теории относительности", - рассказал заведующий кафедрой "Физико-технические проблемы метрологии" Национального ядерного университета "МИФИ" (НИЯУ "МИФИ", опорный вуз "Росатома") доктор физико-математических наук Петр Борисюк, который возглавляет проект по созданию ториевых часов.

Он также отметил, что технические средства с такими часами позволят проводить дистанционное обнаружение залежей полезных ископаемых, нефтяных и газоконденсатных месторождений, разрабатывать высокоточные геоидные навигационные карты, а также решать задачи двойного назначения.

Научный руководитель НЦФМ академик РАН Александр Сергеев в свою очередь рассказал, что работы по созданию атомных и ядерных часов находятся на переднем крае научных исследований. Сейчас общепризнанным международным эталоном частоты являются цезиевые атомные часы, воспроизводящие единицу измерения частоты на основе перехода электронов между двумя уровнями сверхтонкой структуры в атоме цезия-133. По его словам, в отличие от переходов между электронными уровнями ядерные переходы защищены от внешнего воздействия электронной оболочкой, что позволяет повысить точность измерений на несколько порядков.

"Наиболее перспективным для построения ядерных часов выглядит изомерный переход в ядре изотопа тория-229 с энергией около 8,3 эВ, частота которого находится в области вакуумного ультрафиолета и доступна для имеющихся на сегодняшний день лазерных источников. Исследовательские работы в этом направлении ведутся силами кооперации ученых в рамках научной программы НЦФМ при поддержке госкорпорации "Росатом", - добавил Сергеев.

Поиском подходов к созданию ядерных часов, по словам ученого, сегодня занимаются ведущие исследовательские группы по всему миру. Несмотря на то, что идея использовать для построения часов изомерный переход в ядре изотопа тория-229 появилась давно, но только в 2024 году ученые смогли достичь первых практических успехов в этом направлении.