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Nuclear Breakthrough könnte dazu beitragen, die genaueste Uhr aller Zeiten zu erstellen

Eine neue Studie aus Deutschland könnte dazu beitragen, dass Atomuhren Wirklichkeit werden - sprunghafte Atomuhren.

Eine neue Art von Uhr ist in der Stadt und könnte bereit sein, das Angebot an Präzisions-Atomuhren um eine Größenordnung zu erweitern - und sie misst die Zeit basierend auf dem Kern von Thorium-229 gemäß a aktuelle Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Physical Review Letters .

VERBINDUNG: Die NASA hat ihre GPS-ähnliche ATOM-UHR MIT TIEFEM RAUM AKTIVIERT.

Atomuhren Schaltfrosch Atomuhren

Die genaueste Uhr der Welt basiert auf dem Ticken von Elektronen in einer Atomhülle - und die besten Atomuhren haben eine Genauigkeit von einem Teil in 10 ^ 18, Berichte Science Alert. Dies ist ein Maß an Präzision, das seit Beginn des Universums vor Milliarden von Jahren keine Sekunde verloren hätte.

Jetzt ist eine neue Art von Uhr auf der Basis des nuklearen Tickens eines Thoriumisotops auf dem Vormarsch. Aber die Idee - zuerst vorgeschlagen in 2003 - hat sich als schwierig erwiesen.

"Für den 229-mTh-Zustand wurde eine Vielzahl von Anwendungen und Untersuchungen vorgeschlagen, die von einem nuklearen Gammalaser, einer hochgenauen und stabilen Ionenkernuhr bis zu einer kompakten Festkörperkernuhr reichen", schrieben die Forscher in ihrer Arbeit.

Diese neuen Uhren sollten Sonden liefern, mit denen die Grundlagenphysik mit beispielloser Präzision erforscht werden kann - einschließlich der Suche nach dunkle Materie die Idee, fundamentale universelle Konstanten zu variieren oder sogar als Gravitationswellendetektor.

"Sie können in verschiedenen Anwendungen wie Geodäsie oder satellitengestützter Navigation verwendet werden", fügten die Forscher hinzu. die Studie .

Atomuhren benötigen weniger Energie als die meisten Atomuhren

Atomuhren verwenden Atome aus bestimmten Elementen wie Ytterbium oder Strontium, die mit Lasern bestrahlt werden. Dieser Prozess regt Elektronen in Atomschalen an und lässt sie zwischen verschiedenen Energiezuständen hin und her schwingen.

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Die resultierenden Schwingungen entstehen, wenn sich Elektronen zwischen Energieniveaus verschieben oder übergehen - was über bestimmte Wellenlängen elektromagnetischer Strahlung ausgelöst wird, Science Alert Berichte .

Kernuhren würden das gleiche Prinzip verwenden, aber anstelle von Elektronen stützen sie sich auf die Schwingung des Kerns selbst.

Atomkerne benötigen jedoch für den Übergang viel Energie - im Bereich von Kilo- bis Megaelektronvolt. Um angeregt genug zu werden, um zu schwingen, benötigen diese Kerne Energie in der Größenordnung von Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen anstelle von einfachen Lasern - was sie für die übliche Zeitmessung weniger praktisch macht.

Leider haben wir keine so leistungsstarken Laser.

Thorium-229 benötigt viel weniger Energie

Thorium-229 ist dagegen eine seltene Ausnahme. Unter Tausenden von bekannten Atomkernen ist der angeregte Zustand von Thorium-229-Kernen mit großem Abstand der niedrigste - im Elektronenvoltbereich. Dies ist so geringes braucht nur ultraviolette Bestrahlung, um zu schwingen.

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Während mehrere Versuche, die genaue ultraviolette Wellenlänge des Lichts einzugrenzen, die zur Anregung des Lichts erforderlich ist Kern und eine funktionierende Atomuhr erreichen - keine hat die neueste von Physiker Tomas Sikorsky von der Universität Heidelberg in Deutschland übertroffen, dem Land, das der Welt der Wunder der Technik immer wieder etwas schenkt.

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