Обычные атомные часы — это, по сути, оптический счётчик: они используют спектроскопию — метод, позволяющий с высокой точностью измерять частоту излучения при переходах электронов между энергетическими уровнями. Но у тория-229 есть особенность: его ядро обладает возбуждённым состоянием с периодом полураспада 641 секунда. Для ядерной физики это маятник в густом сиропе — один взмах длится целую вечность, зато его ритм безупречно стабилен. Именно этот ядерный переход, а не электронный, ложится в основу нового поколения часов.

Когда такие ядра внедряют в кристаллическую решётку, возникает нетривиальная проблема. Дефекты решётки — микроскопические неоднородности — действуют как неровный пол: каждый ядерный «маятник» начинает колебаться в своём локальном поле, и его ритм сбивается. Задача физиков — выровнять этот «пол», подавив влияние дефектов. Если это удастся, точность часов достигнет фантастического предела: ошибка в одну секунду за всё время существования Вселенной. Такие часы смогут зафиксировать гравитационное замедление времени — разницу в его течении между этажами здания, — а также проверят Стандартную модель физики элементарных частиц — теоретическую основу, описывающую фундаментальные взаимодействия на прочность в поисках новой физики.