Científicos austriacos y alemanes excitaban por primera vez el núcleo de torio-229 con un láser

• El equipo austriaco-alemán ha registrado la excitación del torio-229 con un láser
• El láser operaba a 148 nm con potencias pico de decenas de petavatios
• El método puede llevar a la creación de relojes nucleares que compitan con los atómicos

Un grupo de físicos de Austria y Alemania ha anunciado la primera observación en la historia de la excitación de la transición nuclear del isótopo torio-229 mediante la absorción de luz. Hasta ahora, tales transiciones solo se habían registrado después de que el núcleo emitiera su propia radiación, lo que limitaba la precisión de las mediciones.

Instalación experimental

Para obtener resultados, los científicos necesitaron un láser continuo que operara en una longitud de onda extremadamente corta: 148 nanómetros. A pesar de su potencia relativamente baja, el nivel pico de energía alcanzaba decenas de petavatios, lo que permitió una interacción efectiva con el núcleo de torio-229.

El isótopo de torio es conocido por su único nivel nuclear de baja energía, ubicado en el rango de unos pocos electronvoltios, lo que lo convierte en un candidato potencial para la creación de relojes de ultra precisión. Sin embargo, hasta hace poco, la falta de un método confiable para excitar este estado limitaba su aplicación práctica.

En el experimento realizado, el rayo láser fue dirigido a una película delgada que contenía átomos de torio-229. Al absorber fotones, el núcleo pasaba a un estado excitado, lo que fue confirmado por mediciones del espectro y cambios característicos en la distribución de energía.

Perspectivas de relojes nucleares

El método obtenido abre la posibilidad de desarrollar relojes nucleares que pueden superar en estabilidad y precisión a los relojes atómicos modernos, basados en transiciones electrónicas. Las transiciones nucleares son menos sensibles a campos externos y fluctuaciones de temperatura, lo que promete una vida útil más larga y un menor margen de error.

Si la tecnología se perfecciona y escala, tales relojes pueden encontrar aplicación en sistemas globales de navegación, sincronización de redes de telecomunicaciones e investigaciones físicas fundamentales, donde se requiere medir el tiempo con precisión extrema.

Los resultados de la investigación se publicaron en una revista científica Naturaleza, donde los autores describieron en detalle el esquema experimental, los datos obtenidos y las posibles direcciones para futuras investigaciones.

Fuente: N+1