Două echipe de cercetători au reușit dezvoltarea simultană și independentă a primelor ceasuri nucleare din lume, în locații diferite, la Viena și Beijing. Rezultatele acestor cercetări au fost prezentate miercuri în două studii publicate în revista Nature, oferind o dovadă clară că această tehnologie avansată este realizabilă. Deși dispozitivele noi nu sunt încă mai precise decât cele mai performante ceasuri atomice actuale, cercetătorii anticipează că perfecționarea tehnologiei le va permite să le depășească în viitor.
Tehnologia ceasului nuclear se diferențiază de cea atomică prin modul de funcționare, interacționând direct cu nucleul atomului, nu cu electronii acestuia. Dispozitivele create la Viena și Beijing utilizează un izotop al toriului, numit toriu-229, care este capturat în cristale solide de fluorură de calciu. Într-un ceas nuclear, un laser este utilizat pentru a face protonii și neutronii din nucleu să treacă între diferite niveluri de energie, oferind un semnal de măsurare extrem de regulat.
Echipele au utilizat abordări tehnice distincte, ceea ce sugerează că componentele lor ar putea fi combinate pentru a crea un instrument mult mai performant. Dispozitivul de la Viena beneficiază de cristale de toriu cu o concentrație mai mare și proprietăți optice superioare, în timp ce echipa de la Beijing dispune de un laser mai puternic. Shiqian Ding, cercetător de la Universitatea Tsinghua, a subliniat că succesul celor două echipe demonstrează că ideea funcționează și nu depinde de o singură metodă experimentală.
Aplicațiile acestor noi dispozitive sunt extrem de variate, întinzându-se de la navigația prin satelit la comunicații și măsurători de mare precizie. Thorsten Schumm, fizician la Universitatea Tehnică din Viena, a menționat că tehnologia poate îmbunătăți sincronizarea transferurilor de date și sistemele de navigație. Mai mult, ceasurile nucleare ar putea fi mai mici și mai puțin sensibile decât modelele atomice actuale, facilitând utilizarea lor în diverse infrastructuri tehnologice moderne, precum rețelele mobile sau transmisiile prin fibră optică.
Un experiment recent condus de echipa din Viena a utilizat noul ceas pentru a încerca detectarea materiei întunecate, un fenomen care rămâne o mare enigmă a Universului. Deși experimentul nu a reușit detectarea directă a acesteia, acesta a demonstrat că ceasul nuclear poate efectua măsurători la nivelul celor mai bune ceasuri atomice existente. Thorsten Schumm susține că această realizare oferă acces unui univers complet nou al fizicii, transformând o idee care a fost timp de decenii doar un vis al fizicienilor într-o realitate de laborator.
Sistemele de sincronizare temporală sunt esențiale pentru funcționarea tehnologiilor cotidiene, inclusiv pentru sistemele de navigație prin satelit și comunicațiile prin internet. Cele mai performante ceasuri atomice de astăzi sunt atât de precise încât ar putea pierde sau câștiga o singură secundă după miliarde de ani. Evoluția către ceasurile nucleare reprezintă un pas strategic în dezvoltarea unor instrumente de măsură și mai robuste, capabile să susțină cerințele tehnologice tot mai complexe ale societății digitale.