Сразу несколько научных групп в мире объявили о прорыве в создании ториевых часов. В основе этих экспериментов лежат расчёты, выполненные в России ещё в 1990-х годах. Сегодня отечественные учёные догоняют коллег, но помнят: их учитель первым показал путь к «вечному» стандарту времени.
В начале прошлой недели мировые научные издания облетела новость: физики из Китая и Австрии независимо друг от друга сообщили об успешном использовании ядра атома тория-229 для измерения времени. Это событие, по сути, знаменует рождение новой эпохи в хронометраже — эпохи ядерных часов, которые обещают быть в десятки тысяч раз точнее нынешних атомных стандартов. Однако мало кто знает, что теоретический фундамент этой технологии был заложен ещё три десятилетия назад — и сделал это российский учёный, профессор НИЯУ МИФИ Евгений Ткаля.
Заведующий кафедрой квантовой метрологии Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ Пётр Борисюк объясняет суть открытия так: «Только торий-229 позволяет измерить изменения структуры ядра с помощью лазерного излучения. Учёные нашли резонансную частоту, при воздействии которой ядро переходит в возбуждённое изомерное состояние». Пока точность таких часов составляет 10 в минус 15 степени — это сравнимо с лучшими атомными образцами. «Но в будущем, через несколько лет, этот радиоактивный изотоп с периодом полураспада 7880 лет позволит нам уточнить определение секунды до 10 в минус 20 степени», — добавляет он.
Сейчас в мире сразу несколько групп идут к этой цели. Американские, китайские и европейские исследователи внедрили ядра тория-229 в широкозонные кристаллы на основе фторидов и уже получили устойчивый сигнал. Российский экспериментальный проект стартовал ещё в 2012 году под руководством профессора МИФИ Виктора Трояна. «Мы движемся неплохими темпами, но, увы, пока вынуждены лишь догонять зарубежных физиков, хотя идея о создании ториевых часов была высказана больше 30 лет назад именно нашим учёным Евгением Викторовичем Ткаля», — признаёт Пётр Борисюк. Он также отмечает: «Если ещё в начале 2000-х годов на него ссылались все разработчики ядерных часов в мире, то после 2022 года, словно по чьей-то команде, перестали».
Значение этой гонки выходит далеко за пределы академического любопытства. Сверхточные ядерные часы могут революционизировать системы спутниковой навигации, обеспечив позиционирование с точностью до сантиметра, позволят заглянуть в недра Земли для поиска полезных ископаемых и, возможно, помогут проверить фундаментальные константы нашего мироздания, ответив на вопрос, меняются ли законы физики со временем. И в этой технологической битве российская школа, пусть и не на первых ролях сегодня, остаётся в числе тех, кто определяет саму суть происходящего.
