Лазерный луч, по мощности сопоставимый с шёпотом света, перевёл ядро тория-229 в возбуждённое состояние с более высокой энергией. Большинство атомных ядер требуют для такого перехода мощного энергетического импульса, однако торий-229 обладает уникально малым энергетическим зазором между основным и первым возбуждённым состояниями, что позволяет инициировать переход даже столь деликатным воздействием. Вместо того чтобы ждать, пока возбуждённое ядро испустит фотон, учёные применили метод абсорбционной спектроскопии — они измеряли долю поглощённого «шёпота», получая быстрый и чистый сигнал, свободный от фонового шума. Экспериментальная установка включала кристалл фторида кальция, в решётку которого были встроены ядра тория; этот кристалл был помещён в настолько спокойную среду, что собственный колебательный «гул» решётки становился почти неслышимым.
Гипотетические часы, построенные на таком переходе, обладали бы стабильностью, при которой ошибка составила бы менее одной секунды за время, сравнимое с возрастом Вселенной. Подобная точность могла бы позволить проверить, не испытывает ли Стандартная модель — свод правил, описывающих фундаментальные силы и частицы, — дрейфа своих констант с течением времени. Примечательно, что мощность использованного лазера была настолько мала, что короткая вспышка светлячка затмевает её на порядки.
Thorium-229 is the only nucleus that responds to such a faint whisper of light: its excitation energy is a mere 8 electronvolts, compared to the millions required by other nuclei. That’s the difference between a soft sigh and a thunderclap.