Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Группы из Вены и Пекина независимо описали в Nature часы, в которых лазер подстраивается по переходу в ядре тория-229
7 октября 2026 года журнал Nature опубликовал две независимые работы о ядерных часах на тории-229: лазер в них удерживают на частоте ядерного перехода по поглощению самих ядер. Нестабильность часов TU Wien и PTB — 3×10⁻¹²/√τ, Университета Цинхуа — 5×10⁻¹³/√τ. По оценке пресс-службы Nature, обе системы пока уступают передовым атомным часам.
Часы — это генератор, подстроенный по эталонному квантовому переходу. Здесь эталон — переход между двумя близкими состояниями ядра тория-229 на длине волны около 148 нм. Ядра встроены в кристалл фторида кальция (CaF₂): если лазер уходит от центра линии, поглощение меняется, и обратная связь возвращает частоту.
Группа Торстена Шумма (Thorsten Schumm) из Венского технического университета (TU Wien) работала с Федеральным физико-техническим ведомством Германии (PTB) и метрологической службой Австрии (BEV). Кристалл длиной 4,2 мм стоял при комнатной температуре без термостабилизации, до детектора доходило 65 пВт излучения 148 нм. Частоту часов непрерывно сравнивали по оптоволокну с часами на одиночном ионе иттербия (Yb⁺) в BEV.
Группа Шицяня Дина (Shiqian Ding) из Университета Цинхуа (Tsinghua University) с партнёрами из других организаций Китая сделала ставку на мощность: непрерывный лазер на 148,4 нм с четырёхволновым смешением в парах кадмия даёт 10 мкВт. Часы запустили на двух кристаллах, выращенных разными методами; один получен из раствора всего с 1,4 мкг тория-229.
Нестабильность показывает разброс частоты часов при усреднении за время τ в долях от частоты перехода. Записывают её безразмерно, как относительную погрешность, но смысл другой: это шум часов, а не отклонение хода от истинного.
Венские часы работали без вмешательства сутки, по данным TU Wien — более 24 часов. За сутки нестабильность, по формулировке авторов, приближается к 10⁻¹⁵, а в пределах одного прогона достигает низких 10⁻¹⁴.
У пекинских часов нестабильность в пределах двух раз от предела дробового шума и за время измерения усредняется до уровня 10⁻¹⁵. Частоты двух кристаллов различаются на 2,8×10⁻¹³ и согласуются с измерениями JILA (США) на других кристаллах.
Стадия: лабораторные испытания. Ограничения: по стабильности обе системы пока уступают передовым атомным часам; 10⁻¹⁵ — нестабильность при усреднении, а не точность хода. У венских часов воспроизводимость между прогонами в разные дни около 5×10⁻¹³, центр линии в разных сериях смещается до 1,7 кГц, по версии авторов — из-за локальных напряжений в кристалле. Из-за дефицита тория-229 режимы выращивания кристаллов почти не удаётся оптимизировать.
«Это пока не уровень лучших в мире оптических атомных часов, но для первого прототипа это фантастический результат». Торстен Шумм, профессор Института атомной и субатомной физики TU Wien; пресс-релиз TU Wien от 07.10.2026, перевод inner.su
«Это пока не уровень лучших в мире оптических атомных часов, но для первого прототипа это фантастический результат».
Ядро более чем в десять тысяч раз меньше атома, и, по словам Шумма, в принципе это позволяет добиться гораздо большей точности. В апреле 2024 года группы TU Wien и PTB возбудили переход в тории-229 лазером, осенью 2024 года установку связали с оптическими атомными часами, в 2025 году появились непрерывные лазеры на 148 нм. Но, как пишут венские авторы, до этих работ лазер не подстраивался по самому ядерному переходу.
Пекинская группа пишет о «первых ядерных часах на тории-229», обзор в журнале Physics Американского физического общества (APS) вышел под заголовком «Первые ядерные часы открывают гонку за точностью».
Для метрологии времени и частоты это задел для эталона нового типа. Секунда в системе СИ определена через переход в атоме цезия-133, а здесь эталоном служит ядерный переход в твёрдом кристалле, и два разных кристалла дали одну частоту на уровне 10⁻¹³.
Пекинские авторы видят в кристаллах воспроизводимую платформу для компактных ядерных часов и переносных эталонов частоты. Венские оценивают, что с более узкой линией и стабильным резонатором нестабильность можно снизить примерно до 10⁻¹⁶/√τ — уровня современных оптических атомных часов.
Материал носит информационный характер и подготовлен по открытым источникам, ссылки на них приведены в тексте. Он не является публичной офертой (ст. 437 ГК РФ) и профессиональной рекомендацией.
Результаты получены авторами исследования и приведены по их публикации. ООО «Иннер Инжиниринг» их не проверяло и не гарантирует их применимость к конкретным изделиям. Подбирайте и рассчитывайте компоненты по технической документации изготовителя.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.