El reloj nuclear de torio avanza con un susurro de luz ⚡ экспресс
En cristales de fluoruro de calcio dopados con torio-229, la transición nuclear fue excitada por primera vez con radiación láser continua de 148 nm de longitud de onda y una potencia inferior a 1 nW. La detección de la resonancia se realizó por absorción en lugar de fluorescencia, lo que elimina la lenta desintegración nuclear del proceso de detección y ofrece una ventaja para el funcionamiento del reloj gracias a la rápida lectura de la señal. La fuente de radiación VUV se basa en tres duplicaciones consecutivas de frecuencia, partiendo de un láser de diodo a 1187 nm, adecuado para el estrechamiento de línea y las comparaciones de frecuencia con relojes atómicos ópticos. Mediante espectroscopía de absorción se caracterizaron dos centros distintos de torio en el cristal de CaF₂ y se midió el desplazamiento isomérico entre ellos. Para uno de los centros se encontró un gradiente de campo eléctrico estático del cristal extremadamente pequeño (0,1 V/Ų), en contraste con los valores típicos de alrededor de 100 V/Ų, lo que indica una alta simetría del entorno del núcleo de torio y promete líneas de resonancia nuclear que casi no dependen del período de la red.
Un rayo láser tan tenue como un susurro de luz ha llevado un núcleo de torio-229 a un estado de mayor energía. La mayoría de los núcleos necesitan una explosión de energía, pero el torio-229 tiene una brecha energética tan pequeña que incluso este suave empujón funciona. En lugar de esperar a que el núcleo emitiera luz, los científicos usaron espectroscopia de absorción —midiendo la fracción del susurro absorbida, obteniendo una señal rápida y limpia. Colocaron el torio en un cristal de fluoruro de calcio, en un punto tan silencioso que el zumbido del cristal era casi inaudible.
Un reloj basado en esto podría ser tan estable que perdería menos de un segundo en toda la edad del universo. Podría revelar si el modelo estándar, el libro de reglas de las fuerzas fundamentales, alguna vez se desvía. ¿Y la potencia del láser? El breve destello de una luciérnaga lo eclipsa con creces.
🎯 El torio-229 es el único núcleo que responde a un susurro de luz tan tenue: su energía de excitación es de apenas 8 electronvoltios, comparado con los millones que requieren otros núcleos. Es la diferencia entre un suspiro suave y un trueno.