Dwa niezależne zespoły badawcze opisały pierwsze działające zegary jądrowe oparte na izotopie toru-229. Prace opublikowano 7 października w czasopiśmie Nature, a oba artykuły są dostępne w modelu otwartym.

Zwykłe zegary atomowe mierzą częstotliwość przejść elektronów pomiędzy poziomami energetycznymi. W zegarze jądrowym punktem odniesienia jest przejście w samym jądrze atomu. Tor-229 ma wyjątkowo nisko położony stan wzbudzony, który można kontrolować światłem lasera.

Zespół z Wiednia ustabilizował laser o długości fali około 148 nanometrów na przejściu jądrowym toru osadzonego w krysztale fluorku wapnia. Układ wykorzystuje szybką pętlę sprzężenia zwrotnego, która koryguje częstotliwość lasera na podstawie pomiaru absorpcji.

Niezależna grupa z Chińskiej Akademii Nauk zastosowała własne źródło promieniowania w dalekim ultrafiolecie, kryształ z toru-229 oraz optyczny odczyt absorpcji. Zbieżność dwóch różnych podejść wzmacnia wniosek, że technologia wyszła poza etap samego wykrywania rezonansu.

Autorzy nie twierdzą, że nowe urządzenia już przewyższają najlepsze zegary optyczne. Obecne demonstratory mają ograniczenia związane z szerokością linii, stabilnością źródeł światła i właściwościami kryształów.

Potencjalna zaleta polega na mniejszej wrażliwości jądra na część zakłóceń zewnętrznych. W przyszłości zegary jądrowe mogą służyć do dokładniejszej synchronizacji, nawigacji i testowania, czy fundamentalne stałe fizyczne zmieniają się w czasie.

Stan informacji: 14 października. To przełomowa demonstracja laboratoryjna, a nie gotowy produkt konsumencki ani nowy standard jednostki sekundy.