Yadro soati

Yadro soati yoki yadroviy optik soat – bu yadroviy oʻtish chastotasini mos yozuvlar chastotasi sifatida ishlatadigan shartli soat, xuddi atom soati atom qobigʻidagi elektron oʻtish chastotasidan foydalanadi. Bunday soat eng yaxshi joriy atom soatlaridan taxminan 10 marta aniqroq boʻlishi kutilmoqda, erishish mumkin boʻlgan aniqlik 10-19 darajasiga yaqinlashadi. Mavjud texnologiyadan foydalangan holda yadro soatini ishlab chiqish uchun mos boʻlgan yagona yadroviy davlat – bu toriy-229 m, yadroviy toriy izomeri −229 va maʼlum boʻlgan eng past energiyali yadro izomeri. Taxminan 8 eV energiya bilan mos keladigan asosiy holatga oʻtish vakuumli ultrabinafsha toʻlqin uzunligi 150 atrofida boʻlishi kutilmoqda. nm, bu uni lazer qoʻzgʻalishiga imkon beradi. Keng qamrovli sharhni havolada topish mumkin.

Yadro optik soati uchun ishlash printsipi oʻzgarishsiz qoladi, ammo muhim farq shundaki, lazer stabilizatsiyasi uchun atom qobigʻining oʻrniga yadroviy oʻtish ishlatiladi.1 Yadro soatining atom soatiga nisbatan kutilgan afzalligi shundaki, majoziy maʼnoda,

 Ishlash printsipi 
Zamonaviy optik atom soatlari bugungi kunda eng aniq vaqtni hisoblaydigan qurilmalardir. Ularning ishlash printsipi atom oʻtish energiyasi (ikki atom holati oʻrtasidagi energiya farqi) fazo va vaqtga bogʻliq emasligiga asoslanadi. Atom oʻtish energiyasi yorug'lik toʻlqinining maʼlum bir chastotasiga toʻgʻri keladi, bu oʻtishni boshqarish uchun zarurdir. Shuning uchun, lazer chastotasi atom oʻtish energiyasiga mos keladigan chastotaga toʻliq mos keladigan boʻlsa, lazer nuri yordamida atom oʻtishini qoʻzgʻatish mumkin. Shunday qilib, oʻz navbatida, lazer chastotasi atomik oʻtishning muvaffaqiyatli lazer qoʻzgʻalishini doimiy tekshirish orqali tegishli atom oʻtish energiyasiga mos kelishi uchun barqarorlashtirilishi mumkin. Atom oʻtishga muvaffaqiyatli barqarorlashgan taqdirda, lazer nurining chastotasi har doim bir xil boʻladi (fazo va vaqtdan mustaqil).

Qopqonga asoslangan yadro soati uchun bitta 229T ioni bitta ionli yadro soati deb nomlanuvchi Pol tuzogʻida ushlanib qoladi12 yoki koʻp ionli yadro deb hisoblanadigan bir nechta ionlar zanjiri ushlanib qoladi. soat.8 Bunday soatlar eng yuqori vaqt aniqligiga erishishi kutilmoqda, chunki ionlar atrof-muhitdan katta darajada ajratilgan. Koʻp ionli yadro soati barqarorlik koʻrsatkichlari boʻyicha bir ionli yadro soatiga nisbatan sezilarli ustunlikka ega boʻlishi mumkin.

Chastotali taroq yordamida yorugʻlik toʻlqinining tebranishlarini sanash orqali lazer nurining chastotasini favqulodda yuqori aniqlikgacha oʻlchash texnologik jihatdan mumkin. Bu maʼlum bir atomik oʻtishga barqarorlashtirilgan lazer nurining tebranishlar sonini hisoblash orqali vaqtni oʻlchash imkonini beradi. Bunday qurilma optik atom soati sifatida tanilgan. Optik atom soatlarining yorqin misollaridan biri bu ytterbium (Yb) panjara soati boʻlib, u yerda lazer stabilizatsiyasi uchun ytterbium-171 izotopidagi maʼlum bir oʻtish ishlatiladi. Bunday holda, mos keladigan oʻtishga barqarorlashtirilgan lazer nurining aniq tebranishlaridan keyin bir soniya oʻtdi. Eng yuqori aniqlikdagi optik atom soatlariga boshqa misollar: ytterbium(Yb)-171 bir ionli soat, stronsiy(Sr)-87 optik panjarali soat va alyuminiy (Al)-27 bir ionli. soat. Ushbu soatlarning erishilgan aniqligi 10-18 atrofida oʻzgarib turadi, bu 30 milliard yil ichida taxminan 1 soniya noaniqlikka toʻgʻri keladi, bu koinot yoshidan sezilarli darajada uzoqroqdir.

Atom yadrosi atom qobigʻidan besh darajagacha kichikroq va shuning uchun (kichik magnit dipol va elektr toʻrt kutupli momentlar tufayli) tashqi taʼsirlardan sezilarli darajada kamroq taʼsir qiladi, masalan, elektr va magnit maydonlar. Bunday tashqi tebranishlar atom qobigʻiga asoslangan soatlarning erishilgan aniqligi uchun cheklovchi omil hisoblanadi. Ushbu kontseptual afzallik tufayli yadroviy optik soat 10-19 ga yaqinlashadigan vaqt aniqligiga erishishi kutilmoqda, bu atom qobigʻiga asoslangan soatlarga nisbatan oʻn baravar yaxshilanadi.