Ziyosfera

Yadro soati

Ядро соати ёки ядровий оптик соат – бу ядровий ўтиш частотасини мос ёзувлар частотаси сифатида ишлатадиган шартли соат,[1] худди атом соати атом қобиғидаги электрон ўтиш частотасидан фойдаланади. Бундай соат энг яхши жорий атом соатларидан тахминан 10 марта аниқроқ бўлиши кутилмоқда, эришиш мумкин бўлган аниқлик 10-19 даражасига яқинлашади.[2] Мавжуд технологиядан фойдаланган ҳолда ядро соатини ишлаб чиқиш учун мос бўлган ягона ядровий давлат – бу торий-229 м, ядровий торий изомери −229 ва маълум бўлган энг паст энергияли ядро изомери. Тахминан 8 эВ энергия билан [3][4][5][6][7] мос келадиган асосий ҳолатга ўтиш вакуумли ултрабинафша тўлқин узунлиги 150 атрофида бўлиши кутилмоқда. нм, бу уни лазер қўзғалишига имкон беради. Кенг қамровли шарҳни ҳаволада топиш мумкин.[8]

Ядро оптик соати учун ишлаш принципи ўзгаришсиз қолади, аммо муҳим фарқ шундаки, лазер стабилизацияси учун атом қобиғининг ўрнига ядровий ўтиш ишлатилади.[1] Ядро соатининг атом соатига нисбатан кутилган афзаллиги шундаки, мажозий маънода,

Ишлаш принципи

Замонавий оптик атом соатлари бугунги кунда энг аниқ вақтни ҳисоблайдиган қурилмалардир. Уларнинг ишлаш принципи атом ўтиш энергияси (икки атом ҳолати ўртасидаги энергия фарқи) фазо ва вақтга боғлиқ эмаслигига асосланади. Атом ўтиш энергияси ёруг'лик тўлқинининг маълум бир частотасига тўғри келади, бу ўтишни бошқариш учун зарурдир. Шунинг учун, лазер частотаси атом ўтиш энергиясига мос келадиган частотага тўлиқ мос келадиган бўлса, лазер нури ёрдамида атом ўтишини қўзғатиш мумкин. Шундай қилиб, ўз навбатида, лазер частотаси атомик ўтишнинг муваффақиятли лазер қўзғалишини доимий текшириш орқали тегишли атом ўтиш энергиясига мос келиши учун барқарорлаштирилиши мумкин. Атом ўтишга муваффақиятли барқарорлашган тақдирда, лазер нурининг частотаси ҳар доим бир хил бўлади (фазо ва вақтдан мустақил).

Қопқонга асосланган ядро соати учун битта 229Т иони битта ионли ядро соати деб номланувчи Пол тузоғида ушланиб қолади[1][2] ёки кўп ионли ядро деб ҳисобланадиган бир нечта ионлар занжири ушланиб қолади. соат.[8] Бундай соатлар энг юқори вақт аниқлигига эришиши кутилмоқда, чунки ионлар атроф-муҳитдан катта даражада ажратилган. Кўп ионли ядро соати барқарорлик кўрсаткичлари бўйича бир ионли ядро соатига нисбатан сезиларли устунликка эга бўлиши мумкин.

Частотали тароқ ёрдамида ёруғлик тўлқинининг тебранишларини санаш орқали лазер нурининг частотасини фавқулодда юқори аниқликгача ўлчаш технологик жиҳатдан мумкин. Бу маълум бир атомик ўтишга барқарорлаштирилган лазер нурининг тебранишлар сонини ҳисоблаш орқали вақтни ўлчаш имконини беради. Бундай қурилма оптик атом соати сифатида танилган.[9] Оптик атом соатларининг ёрқин мисолларидан бири бу йттербиум (Йб) панжара соати бўлиб, у ерда лазер стабилизацияси учун йттербиум-171 изотопидаги маълум бир ўтиш ишлатилади.[10] Бундай ҳолда, мос келадиган ўтишга барқарорлаштирилган лазер нурининг аниқ 518295836590864 тебранишларидан кейин бир сония ўтди. Энг юқори аниқликдаги оптик атом соатларига бошқа мисоллар: йттербиум(Йб)-171 бир ионли соат,[11] стронсий(Ср)-87 оптик панжарали соат [12] ва алюминий (Ал)-27 бир ионли. соат.[13] Ушбу соатларнинг эришилган аниқлиги 10-18 атрофида ўзгариб туради, бу 30 миллиард йил ичида тахминан 1 сония ноаниқликка тўғри келади, бу коинот ёшидан сезиларли даражада узоқроқдир.

Атом ядроси атом қобиғидан беш даражагача кичикроқ ва шунинг учун (кичик магнит дипол ва электр тўрт кутупли моментлар туфайли) ташқи таъсирлардан сезиларли даражада камроқ таъсир қилади, масалан, электр ва магнит майдонлар. Бундай ташқи тебранишлар атом қобиғига асосланган соатларнинг эришилган аниқлиги учун чекловчи омил ҳисобланади. Ушбу концептуал афзаллик туфайли ядровий оптик соат 10-19 га яқинлашадиган вақт аниқлигига эришиши кутилмоқда, бу атом қобиғига асосланган соатларга нисбатан ўн баравар яхшиланади.

  1. ↑ Э. Пеик; Чр. Тамм (2003). „Нуcлеар ласер спеcтросcопй оф тҳе 3.5 эВ транситион ин 229Тҳ“ (ПДФ). Эуропҳйсиcс Леттерс. 61-жилд, № 2. 181–186-бет. Бибcоде:2003ЭЛ.....61..181П. дои:10.1209/эпл/и2003-00210-х. 2013-12-16да асл нусхадан (ПДФ) архивланди. Қаралди: 2019-03-17.
  2. ↑ C. Cампбелл; эт ал. (2012). „А сингле ион нуcлеар cлоcк фор метрологй ат тҳе 19тҳ деcимал плаcе“. Пҳйс. Рев. Летт. 108-жилд, № 12. 120802-бет. арХив:1110.2490. Бибcоде:2012ПҳРвЛ.108л0802C. дои:10.1103/ПҳйсРевЛетт.108.120802. ПМИД 22540568.
  3. ↑ Б.Р. Беcк; эт ал. (2007). „Энергй сплиттинг ин тҳе гроунд стате доублет ин тҳе нуcлеус 229Тҳ“. Пҳйс. Рев. Летт. 98-жилд, № 14. 142501-бет. Бибcоде:2007ПҳРвЛ..98н2501Б. дои:10.1103/ПҳйсРевЛетт.98.142501. ПМИД 17501268.
  4. ↑ Б.Р. Беcк (2009). "Импровед валуэ фор тҳе энергй сплиттинг оф тҳе гроунд-стате доублет ин тҳе нуcлеус 229Тҳ". 12тҳ Инт. Cонф. он Нуcлеар Реаcтион Мечанисмс. Варенна, Италй. ЛЛНЛ-ПРОC-415170. Арчивед фром тҳе оригинал он 2017-01-27. ҳттпс://wеб.арчиве.орг/wеб/20170127104504/ҳттпс://э-репорц-эхт.ллнл.гов/пдф/375773.пдф. Қаралди: 2019-03-17. 
  5. ↑ Б. Сеиферле; эт ал. (2019). „Энергй оф тҳе 229Тҳ нуcлеар cлоcк транситион“. Натуре. 573-жилд, № 7773. 243–246-бет. арХив:1905.06308. Бибcоде:2019Натур.573..243С. дои:10.1038/с41586-019-1533-4. ПМИД 31511684.
  6. ↑ А. Ямагучи; эт ал. (2019). „Энергй оф тҳе 229Тҳ нуcлеар cлоcк исомер детерминед бй абсолуте гамма-рай энергй дифференcе“. Пҳйс. Рев. Летт. 123-жилд, № 22. 222501-бет. арХив:1912.05395. Бибcоде:2019ПҳРвЛ.123в2501Й. дои:10.1103/ПҳйсРевЛетт.123.222501. ПМИД 31868403.
  7. ↑ Т. Сикорскй; эт ал. (2020). „Меасуремент оф тҳе 229Тҳ исомер энергй wитҳ а магнетиc миcро-cалориметер“. Пҳйс. Рев. Летт. 125-жилд, № 14. 142503-бет. арХив:2005.13340. Бибcоде:2020ПҳРвЛ.125н2503С. дои:10.1103/ПҳйсРевЛетт.125.142503. ПМИД 33064540.
  8. ↑ Л. вон дер Wенсе; Б. Сеиферле (2020). „Тҳе 229Тҳ исомер: проспеcц фор а нуcлеар оптиcал cлоcк“. Эур. Пҳйс. Ж. А. 56-жилд, № 11. 277-бет. арХив:2009.13633. Бибcоде:2020ЭПЖА...56..277В. дои:10.1140/эпжа/с10050-020-00263-0.
  9. ↑ А.Д. Лудлоw; эт ал. (2015). „Оптиcал атомиc cлоcкс“. Рев. Мод. Пҳйс. 87-жилд, № 2. 637–699-бет. арХив:1407.3493. Бибcоде:2015РвМП...87..637Л. дои:10.1103/РевМодПҳйс.87.637.
  10. ↑ W.Ф. МcГреw; эт ал. (2018). „Атомиc cлоcк перформанcе энаблинг геодесй белоw тҳе cентиметре левел“. Натуре. 564-жилд, № 7734. 87–90-бет. арХив:1807.11282. Бибcоде:2018Натур.564...87М. дои:10.1038/с41586-018-0738-2. ПМИД 30487601.
  11. ↑ Н. Ҳунтеманн; эт ал. (2016). „Сингле-ион атомиc cлоcк wитҳ 3·10−18 сйстематиc унcертаинтй“. Пҳйс. Рев. Летт. 116-жилд, № 6. 063001-бет. арХив:1602.03908. Бибcоде:2016ПҳРвЛ.116ф3001Ҳ. дои:10.1103/ПҳйсРевЛетт.116.063001. ПМИД 26918984.
  12. ↑ Т.Л. Ничолсон; эт ал. (2015). „Сйстематиc эвалуатион оф ан атомиc cлоcк ат 2·10−18 тотал унcертаинтй“. Натуре Cоммуниcатионс. 6-жилд. 6896-бет. арХив:1412.8261. Бибcоде:2015НатCо...6Э6896Н. дои:10.1038/нcоммс7896. ПМC 4411304. ПМИД 25898253.
  13. ↑ С.М. Бреwер; эт ал. (2019). „Ан 27Ал+ қуантум-логиc cлоcк wитҳ сйстематиc унcертаинтй белоw 10−18“. Пҳйс. Рев. Летт. 123-жилд, № 3. 033201-бет. арХив:1902.07694. дои:10.1103/ПҳйсРевЛетт.123.033201. ПМИД 31386450. 
"https://new.ziyosfera.uz/ziyo/Yadro_soati" dan olindi