Cientistas austríacos e alemães excitam o núcleo de tório‑229 com laser pela primeira vez
Em resumo- A equipe austro-alemã registrou a excitação do tório-229 com um laser
- O laser operou a 148 nm com potências de pico na casa das dezenas de petawatts
- O método pode levar à criação de relógios nucleares que competem com os atômicos
Um grupo de físicos da Áustria e da Alemanha anunciou a primeira observação na história da excitação da transição nuclear do isótopo tório-229 por meio da absorção de luz. Antes disso, transições semelhantes eram registradas apenas após o núcleo emitir sua própria radiação, o que limitava a precisão das medições.
Instalação experimental
Para obter o resultado, os cientistas precisaram de um laser contínuo, operando em um comprimento de onda extremamente curto — 148 nanômetros. Apesar da potência relativamente baixa, o nível de energia de pico alcançou dezenas de petawatts, permitindo uma interação eficaz com o núcleo do tório-229.
O isótopo de tório é conhecido por seu nível nuclear de baixa energia único, localizado na faixa de alguns elétron-volts, o que o torna um candidato potencial para a criação de relógios superprecisos. No entanto, até os dias recentes, a falta de um método confiável para excitar esse estado limitava a aplicação prática.
No experimento realizado, o feixe de laser foi direcionado a uma fina película contendo átomos de tório-229. Ao absorver fótons, o núcleo passava para um estado excitado, o que foi confirmado por medições de espectro e mudanças características na distribuição de energia.
Perspectivas de relógios nucleares
O método obtido abre a possibilidade de desenvolver relógios nucleares que podem superar em estabilidade e precisão os relógios atômicos modernos, baseados em transições eletrônicas. As transições nucleares são menos sensíveis a campos externos e flutuações de temperatura, o que promete uma vida útil mais longa e menor erro.
Se a tecnologia for aprimorada e escalada, tais relógios podem encontrar aplicação em sistemas globais de navegação, sincronização de redes de telecomunicações e pesquisas físicas fundamentais, onde é necessário medir o tempo com precisão extrema.
Os resultados da pesquisa foram publicados em uma revista científica Nature, onde os autores descreveram detalhadamente o esquema experimental, os dados obtidos e as direções potenciais para pesquisas futuras.
Fonte: N+1
