ساعة الثوريوم النووية تدق بهدير خافت من الضوء ⚡ экспресс
إن إثارة الانتقال النووي في الثوريوم-229 باستخدام ليزر مستمر بقدرة أقل من نانوواط، والكشف عن الإشارة عبر الامتصاص بدلاً من التألق، يُسرّع القياسات بشكل كبير ويُبسّط صنع الساعات النووية الصلبة. تم الحصول على إشعاع الليزر عند طول موجي 148 نانومتر عبر مضاعفة تردد متتالية لليزر الثنائي. كشفت مطيافية الامتصاص في بلورة فلوريد الكالسيوم عن مركزين للثوريوم؛ أحدُهما يتميز بتدرج مجال كهربائي منخفض بشكل قياسي (0.1 فولت/أنجستروم²)، مما يدل على تناظر عالٍ ويُبشّر بخطوط رنين نووي شبه غير حساسة لاهتزازات الشبكة البلورية. وهذا يفتح الطريق لساعات قد تكون أكثر دقة بمراتب أسية من الساعات الذرية الحالية.
شعاع ليزر خافت كهمسة ضوء أثار نواة الثوريوم-229 إلى حالة طاقة أعلى. معظم النوى تحتاج إلى دفعة قوية من الطاقة، لكن نواة الثوريوم-229 لديها فجوة طاقة صغيرة جداً لدرجة أن هذه اللمسة اللطيفة تؤدي الغرض. بدلاً من انتظار أن تبعث النواة الضوء، استخدم العلماء مطيافية الامتصاص—قياس جزء الهمسة الممتصة، مما يعطي إشارة سريعة وواضحة. وضعوا الثوريوم في بلورة فلوريد الكالسيوم، في بقعة هادئة لدرجة أن طنين البلورة كان غير مسموع تقريباً.
ساعة مبنية على هذا يمكن أن تكون مستقرة لدرجة أنها لن تخطئ بأكثر من ثانية واحدة على مدى عمر الكون. قد تكشف ما إذا كان النموذج القياسي، كتاب قواعد القوى الأساسية، ينحرف يوماً. وقوة الليزر؟ ومضة يراعة قصيرة تفوقها بكثير.
🎯 الثوريوم-229 هو النواة الوحيدة التي تستجيب لهمسة ضوء خافتة كهذه: طاقة إثارتها هي فقط 8 إلكترون فولت، مقارنة بالملايين التي تحتاجها النوى الأخرى. هذا هو الفرق بين تنهيدة ناعمة وهدير الرعد.