Τα ατομικά ρολόγια είναι η βάση των συσκευών GPS, καθορίζουν την επίσημη διάρκεια του δευτερολέπτου και πρόσφατα έπαιξαν ρόλο στην παρακολούθηση υποατομικών σωματίδια, που φαινομενικά ταξιδεύουν γρηγορότερα και από το φως. Τώρα αυτό το "απόλυτο" χρονόμετρο έχει ένα αντίπαλο: μια νέα μέθοδος για την κατασκευή πυρηνικών ρολογιών προτείνει ότι τέτοιες συσκευές θα μπορούσαν να έχουν 60 φορές μεγαλύτερη ακρίβεια από όσο οι ατομικοί τους αντίπαλοι. Βεβαίως, δεν έχει φτιαχτεί ακόμη κανένα πυρηνικό ρολόι, αλλά η ιδέα αυτή βασίζεται στο να χρησιμοποιήσουμε τον πυρήνα σαν ένα διαπασών. Ένας πυρήνας θα μεταβεί σε μια υψηλότερη ενεργειακή κατάσταση, μετά θα γυρίσει πίσω, και πάλι θα κάνει ένα άλμα, μόνο αν χτυπηθεί με μία πολύ συγκεκριμένη συχνότητα του φωτός. Ο συντονισμός με τη βοήθεια ενός λέιζερ, γίνεται έτσι ώστε να ζητούμε αυτά τα άλματα να έχουν τη συχνότητα των μεταβάσεων να γίνεται με ένα φαινομενικό επίπεδο ακρίβειας. Η συχνότητα δε αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν το τικ ενός ρολογιού για να μετρηθεί ο χρόνος ...
Μια παρόμοια μέθοδος χρησιμοποιείται σε ατομικά ρολόγια, εκτός του ότι τα ηλεκτρόνια που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον πυρήνα, είναι αυτά που κάνουν το ενεργειακό άλμα. Τα μεγαλύτερης ακριβείας ατομικά ρολόγια χάνουν μόλις 4 δευτερόλεπτα από την εποχή της Μεγάλης Έκρηξης. Κατ αρχήν, ένα πυρηνικό ρολόι θα μπορούσε να συνθλίψει το ρεκόρ αυτό. Τα περιβάλλοντα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία οπωσδήποτε επηρεάζουν τα ηλεκτρόνια στα ατομικά ρολόγια, προκαλώντας έτσι λάθη, αλλά θα επηρεάσουν πολύ λιγότερο τα μικροσκοπικά σωματίδια μέσα στον πυρήνα .
Ενώ τα πυρηνικά ρολόγια κατασκευάζονται από άτομα θορίου, τα οποία μπορούν να διεγερθούν με σχετικά χαμηλής ενέργειας υπεριώδες φως, όπως προτάθηκε το 2003 για πρώτη φορά, δεν ήταν σαφές το αν θα έχουν καλύτερη ακρίβεια από ότι τα ατομικά ρολόγια. Η ακριβής συχνότητα που απαιτείται για να διεγείρει έναν πυρήνα εξαρτάται από τη διαμόρφωση των ηλεκτρονίων που είναι σε τροχιά γύρω του, η οποία μπορεί να ποικίλλει, με την εισαγωγή κάποιας αβεβαιότητας.
Τώρα όμως ο Corey Campbell στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο στην Ατλάντα και οι συνεργάτες του έχουν επινοήσει ένα σύστημα που χρησιμοποιεί λέιζερ για να ελέγχουν προσεκτικά το χωρικό προσανατολισμό των τροχιών των ηλεκτρονίων στα άτομα. Ένα τέτοιο ρολόι ιόντων θορίου που ελέγχεται με αυτό τον τρόπο θα χάνει μόλις 1 δευτερόλεπτο στα 200 δισεκατομμύρια χρόνια, όπως υποστηρίζει η ομάδα – ή κάτι περισσότερο από 14 φορές την ηλικία του σύμπαντος.
Πριν γίνουν πραγματικότητα τα πυρηνικά ρολόγια , οι ερευνητές πρέπει να εντοπίσουν την ακριβή συχνότητα του φωτός που απαιτείται για να διεγείρει τους πυρήνες του θορίου.
www.physics4u.gr