Скандий-45: ключ к часам точнее атомных ✛

Оригинал: "Probing the Linewidth of the 12.4-keV Solid-State $$^{45}$$Sc Isomeric Resonance"
arXiv:2508.17538 · 2025-08-24 · CC BY 4.0 · 1 мин
«Тиканье» ядра скандия-45 в 10 миллиардов раз точнее лучших атомных часов.

В ядре атома скандия-45 скрыт почти идеальный маятник. Его колебания — это испускание рентгеновских лучей — настолько ровны, что за полсекунды он делает $10^{19}$ «тиков», ни разу не сбившись. Это в миллиарды раз стабильнее, чем у лучших атомных часов.

Учёные «услышали» этот маятник, возбудив ядра рентгеновским лазером и применив спектроскопию и измерение света. Однако в твёрдом кристалле соседние атомы дрожат, как стол, на котором стоит маятник. Этот беспорядок вибраций размывает сигнал минимум в 500 раз, снижая идеальную чистоту хода. Даже в таких условиях скандий-45 остаётся рекордсменом.

Ядерные часы на его основе ощутят разницу хода при подъёме всего на один сантиметр — так проявляет себя гравитация по теории Эйнштейна. А значит, мы сможем не только улучшить навигацию, но и проверить, не менялись ли законы физики за миллиарды лет.

Ядерные часы на основе скандия-45 окажутся настолько чувствительны, что покажут: на втором этаже время идёт быстрее, чем на первом.

Учёные
Christian DopplerD. B. McLaughlinDidier QuelozMichel MayorR. A. RossiterJames Clerk Maxwell
Понятия
секунда торий-229 период полураспада время жизни эта-мезон время жизни кубита