科学家们正在开辟基于229Th同位素的高精度核钟文爱 剧情,它好像在传统计时以外的潜在应用,如重力传感器和GPS本领。 最近的本质自满了对同分异构体衰变的终局,为物理常数和六合之谜(如暗能量)提供了洞见。 原子钟和核钟 原子钟以精准测量“秒”(时间的最小范例单元)而着名,它依赖于原子中电子的当然震憾,访佛于传统家传钟中钟摆的机制。对更高精度的追求刺激了核钟的发展,它愚弄原子核的跃迁来比以往任何时候齐更精准地追踪时间。 核时钟本领的施展 229Th同位素的核第一引发态是发展超精密核光学钟的一个日
科学家们正在开辟基于229Th同位素的高精度核钟文爱 剧情,它好像在传统计时以外的潜在应用,如重力传感器和GPS本领。
最近的本质自满了对同分异构体衰变的终局,为物理常数和六合之谜(如暗能量)提供了洞见。
原子钟和核钟
原子钟以精准测量“秒”(时间的最小范例单元)而着名,它依赖于原子中电子的当然震憾,访佛于传统家传钟中钟摆的机制。对更高精度的追求刺激了核钟的发展,它愚弄原子核的跃迁来比以往任何时候齐更精准地追踪时间。
核时钟本领的施展
229Th同位素的核第一引发态是发展超精密核光学钟的一个日益强烈的竞争者。其103秒的长半衰期和几个电子伏的低引发能量,使其成为真空紫外激光器引发的理思选拔,为核钟提供了精准的参考跃迁。此外,核钟还可用于紧凑型固态计量开辟和基础物理量度。
为了探索229Th异构体的潜在应用,必须详备了解其基人性质,如异构体能量、半衰期以及引发和衰变能源学。
核时钟的本质施展
在这个方进取,日本冈山大学的平木隆弘助理锻练和他的团队,包括吉见明和吉村浩二,朝着这个标的起劲,开辟了一种本质装配,不错灵验地评估229Th异构态的种群并检测其辐射衰变。在他们最近发表在《当然通信》杂志上的量度中,他们合成了229Th掺杂的VUV透明CaF2晶体,并领会了他们使用X射线终局229Th异构态粒子数的才智。
平木助理锻练在解释他们的量度动机时说:“咱们的团队正在使用原子和激光进行基础物理学量度。为了兑现使用229Th的固态核钟,有必要终局原子核的引发和去引发情状。在这项量度中,咱们收效地使用X射线终局了核情状,使咱们离建造核钟又近了一步。”
为了量度辐射衰变(去引发),量度小组愚弄共振X射线束通过第二引发态,从229Th核的基态引发到异构身形。他们发现,掺杂229Th原子核资格了辐射衰变回到基态,同期辐射了一个VUV光子。
潜在的应用和将来的影响
其中一个热切发现是,当浮现于X射线束映照和“X射线猝灭”效当令,异构体情状的快速衰变,这使得异构体不错说明需要减少种群。量度东谈主员觉得,这种可控的猝灭不错鼓舞核时钟的发展,以过甚他潜在的应用,如便携式重力传感器和高精度GPS系统。
平木助理锻练强调了核光学钟的后劲,他说:“当正在开辟的核钟完成时,它将使咱们好像测试‘物理常数’,十分所昔日被觉得保捏不变的良好结构常数,是否会跟着时间而变化。如若不雅察到物理常数的时间变化,它可能会导致暗能量的叙述,暗能量是六合中最大的谜团之一。”
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