Производство по чертежам Подбор аналогов Цены производителя Оригинальная продукция в короткие сроки
INNER — производство и поставка промышленных комплектующих и оборудования
Inner Engineering в Telegram — мировые новости промышленности и стандартов Подписаться →
INNER
Контакты

Ядерные часы на тории-229 запустили в Вене и Пекине на переходе 148 нм

  • 13.10.2026
  • Лента новостей
Ядерные часы на тории-229 запустили в Вене и Пекине на переходе 148 нм
Наука и технологии Научная новость

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.

148,4 нмдлина волны ядерного перехода тория-229, вакуумный ультрафиолет
3×10⁻¹²/√τнестабильность часов TU Wien и PTB, τ — время усреднения в секундах
5×10⁻¹³/√τнестабильность часов Цинхуа, кристалл TS1 при оптимизированном считывании
24 чработа венских часов без вмешательства оператора

Что сделали

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.

Что получилось

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.

ПараметрTU Wien и PTBЦинхуа и партнёры
Длина волны148 нм148,4 нм
Нестабильность3×10⁻¹²/√τ5×10⁻¹³/√τ
Проверкасравнение с ионными часами Yb⁺, сутки без вмешательствачастоты двух кристаллов совпали на уровне 10⁻¹³

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
  1. Лабораторные испытания
  2. Опытный образец
  3. Опытно-промышленная эксплуатация
  4. Серийное применение

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

Контекст

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».

Что это значит для практики

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.

Источники

  1. Toscani De Col L., Riebner T., Morawetz I. и др. A thorium-229 optical nuclear clock with feedback loop // Nature. 2026. Опубликовано 07.10.2026. Лицензия CC BY 4.0. https://doi.org/10.1038/s41586-026-11084-4
  2. Huang B., Yan G., Xiao Q. и др. A nuclear clock synchronized to ²²⁹Th // Nature. 2026. Опубликовано 07.10.2026. Лицензия CC BY 4.0. https://doi.org/10.1038/s41586-026-11122-1
  3. TU Wien. The first stand-alone nuclear clock is ticking in Vienna. Пресс-релиз, 07.10.2026. https://www.eurekalert.org/news-releases/1146221
  4. Пресс-релиз журнала Nature. Physics: New nuclear clocks on the block. 08.10.2026. https://www.natureasia.com/en/info/press-releases/detail/9455
  5. First Nuclear Clocks Kick Off a Precision Race // Physics (APS). 2026. Vol. 19. Art. 139. https://physics.aps.org/articles/v19/139

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.

Появились вопросы?

Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.