Скандий обходит цезий в гонке атомных часов

Международная группа ученых совершила решающий шаг к созданию нового поколения атомных часов. При использовании европейского рентгеновского лазера XFEL, исследователи создали более точный генератор импульсов на основе элемента скандий. Это позволит достичь точности, равной одной секунде в 300 миллиардов лет, что примерно в тысячу раз точнее, чем современные стандартные атомные часы на основе цезия. Результаты были опубликованы 27 сентября в журнале Nature .

Как работают современные атомные часы?

Сегодняшние атомные часы - самые точные часы в мире. В их работе используются электроны атомной оболочки химических элементов, таких как цезий, чтобы определить время. Для этого электроны возбуждаются микроволнами известной частоты. Современные цезиевые часы сохраняют свою точность в пределах одной секунды за 300 миллионов лет.

Прорыв с использованием скандия

С помощью европейского рентгеновского лазера XFEL ученые смогли возбудить переход в ядре скандия, что требует рентгеновских лучей с энергией 12,4 килоэлектронвольта. Такой резонанс обеспечивает точность 1:10,000,000,000,000. "Точность соответствует одной секунде в 300 миллиардов лет", - говорит исследователь DESY Ральф Рёльсбергер.

Приложения и будущие перспективы

Атомные часы обладают множеством применений, особенно в сфере точной навигации через спутник. Юрий Швыдько из Национальной лаборатории Аргонн в США указывает на то, что научный потенциал резонанса скандия был выявлен более 30 лет назад. Исследования в этом направлении могут открыть новые горизонты не только для атомных часов, но и для сверхвысокоточной спектроскопии.

Проект был реализован с участием многих международных учебных заведений и научных центров, включая Национальную лабораторию Аргонн в США, Институт Гельмгольца в Йене, Техасский университет A&M и других.