Yadro soati

Vikipediya, ochiq ensiklopediya

Yadro soati yoki yadroviy optik soat - bu yadroviy o'tish chastotasini mos yozuvlar chastotasi sifatida ishlatadigan shartli soat,[1] xuddi atom soati atom qobig'idagi elektron o'tish chastotasidan foydalanadi. Bunday soat eng yaxshi joriy atom soatlaridan taxminan 10 marta aniqroq bo'lishi kutilmoqda, erishish mumkin bo'lgan aniqlik 10-19 darajasiga yaqinlashadi.[2] Mavjud texnologiyadan foydalangan holda yadro soatini ishlab chiqish uchun mos bo'lgan yagona yadroviy davlat - bu toriy-229 m, yadroviy toriy izomeri -229 va ma'lum bo'lgan eng past energiyali yadro izomeri. Taxminan 8 eV energiya bilan [3][4][5][6][7] mos keladigan asosiy holatga o'tish vakuumli ultrabinafsha to'lqin uzunligi 150 atrofida bo'lishi kutilmoqda. nm, bu uni lazer qo'zg'alishiga imkon beradi. Keng qamrovli sharhni havolada topish mumkin.[8]

Yadro optik soati uchun ishlash printsipi o'zgarishsiz qoladi, ammo muhim farq shundaki, lazer stabilizatsiyasi uchun atom qobig'ining o'rniga yadroviy o'tish ishlatiladi.[1] Yadro soatining atom soatiga nisbatan kutilgan afzalligi shundaki, majoziy ma'noda,

Ishlash printsipi[tahrir | manbasini tahrirlash]

Zamonaviy optik atom soatlari bugungi kunda eng aniq vaqtni hisoblaydigan qurilmalardir. Ularning ishlash printsipi atom o'tish energiyasi (ikki atom holati o'rtasidagi energiya farqi) fazo va vaqtga bog'liq emasligiga asoslanadi. Atom o'tish energiyasi yorug'lik to'lqinining ma'lum bir chastotasiga to'g'ri keladi, bu o'tishni boshqarish uchun zarurdir. Shuning uchun, lazer chastotasi atom o'tish energiyasiga mos keladigan chastotaga to'liq mos keladigan bo'lsa, lazer nuri yordamida atom o'tishini qo'zg'atish mumkin. Shunday qilib, o'z navbatida, lazer chastotasi atomik o'tishning muvaffaqiyatli lazer qo'zg'alishini doimiy tekshirish orqali tegishli atom o'tish energiyasiga mos kelishi uchun barqarorlashtirilishi mumkin. Atom o'tishga muvaffaqiyatli barqarorlashgan taqdirda, lazer nurining chastotasi har doim bir xil bo'ladi (fazo va vaqtdan mustaqil).

Qopqonga asoslangan yadro soati uchun bitta 229T ioni bitta ionli yadro soati deb nomlanuvchi Pol tuzog'ida ushlanib qoladi[1][2] yoki ko'p ionli yadro deb hisoblanadigan bir nechta ionlar zanjiri ushlanib qoladi. soat.[8] Bunday soatlar eng yuqori vaqt aniqligiga erishishi kutilmoqda, chunki ionlar atrof-muhitdan katta darajada ajratilgan. Ko'p ionli yadro soati barqarorlik ko'rsatkichlari bo'yicha bir ionli yadro soatiga nisbatan sezilarli ustunlikka ega bo'lishi mumkin.

Chastotali taroq yordamida yorug'lik to'lqinining tebranishlarini sanash orqali lazer nurining chastotasini favqulodda yuqori aniqlikgacha o'lchash texnologik jihatdan mumkin. Bu ma'lum bir atomik o'tishga barqarorlashtirilgan lazer nurining tebranishlar sonini hisoblash orqali vaqtni o'lchash imkonini beradi. Bunday qurilma optik atom soati sifatida tanilgan.[9] Optik atom soatlarining yorqin misollaridan biri bu ytterbium (Yb) panjara soati bo'lib, u erda lazer stabilizatsiyasi uchun ytterbium-171 izotopidagi ma'lum bir o'tish ishlatiladi.[10] Bunday holda, mos keladigan o'tishga barqarorlashtirilgan lazer nurining aniq 518295836590864 tebranishlaridan keyin bir soniya o'tdi. Eng yuqori aniqlikdagi optik atom soatlariga boshqa misollar: ytterbium(Yb)-171 bir ionli soat,[11] stronsiy(Sr)-87 optik panjarali soat [12] va alyuminiy (Al)-27 bir ionli. soat.[13] Ushbu soatlarning erishilgan aniqligi 10-18 atrofida o'zgarib turadi, bu 30 milliard yil ichida taxminan 1 soniya noaniqlikka to'g'ri keladi, bu koinot yoshidan sezilarli darajada uzoqroqdir.

Atom yadrosi atom qobig'idan besh darajagacha kichikroq va shuning uchun (kichik magnit dipol va elektr to'rt kutupli momentlar tufayli) tashqi ta'sirlardan sezilarli darajada kamroq ta'sir qiladi, masalan, elektr va magnit maydonlar. Bunday tashqi tebranishlar atom qobig'iga asoslangan soatlarning erishilgan aniqligi uchun cheklovchi omil hisoblanadi. Ushbu kontseptual afzallik tufayli yadroviy optik soat 10-19 ga yaqinlashadigan vaqt aniqligiga erishishi kutilmoqda, bu atom qobig'iga asoslangan soatlarga nisbatan o'n baravar yaxshilanadi.

  1. ↑ E. Peik; Chr. Tamm (2003). „Nuclear laser spectroscopy of the 3.5 eV transition in 229Th“ (PDF). Europhysics Letters. 61-jild, № 2. 181–186-bet. Bibcode:2003EL.....61..181P. doi:10.1209/epl/i2003-00210-x. 2013-12-16da asl nusxadan (PDF) arxivlandi. Qaraldi: 2019-03-17.
  2. ↑ C. Campbell; et al. (2012). „A single ion nuclear clock for metrology at the 19th decimal place“. Phys. Rev. Lett. 108-jild, № 12. 120802-bet. arXiv:1110.2490. Bibcode:2012PhRvL.108l0802C. doi:10.1103/PhysRevLett.108.120802. PMID 22540568.
  3. ↑ B.R. Beck; et al. (2007). „Energy splitting in the ground state doublet in the nucleus 229Th“. Phys. Rev. Lett. 98-jild, № 14. 142501-bet. Bibcode:2007PhRvL..98n2501B. doi:10.1103/PhysRevLett.98.142501. PMID 17501268.
  4. ↑ B.R. Beck (2009). "Improved value for the energy splitting of the ground-state doublet in the nucleus 229Th". 12th Int. Conf. on Nuclear Reaction Mechanisms. Varenna, Italy. LLNL-PROC-415170. Archived from the original on 2017-01-27. https://web.archive.org/web/20170127104504/https://e-reports-ext.llnl.gov/pdf/375773.pdf. Qaraldi: 2019-03-17. 
  5. ↑ B. Seiferle; et al. (2019). „Energy of the 229Th nuclear clock transition“. Nature. 573-jild, № 7773. 243–246-bet. arXiv:1905.06308. Bibcode:2019Natur.573..243S. doi:10.1038/s41586-019-1533-4. PMID 31511684.
  6. ↑ A. Yamaguchi; et al. (2019). „Energy of the 229Th nuclear clock isomer determined by absolute gamma-ray energy difference“. Phys. Rev. Lett. 123-jild, № 22. 222501-bet. arXiv:1912.05395. Bibcode:2019PhRvL.123v2501Y. doi:10.1103/PhysRevLett.123.222501. PMID 31868403.
  7. ↑ T. Sikorsky; et al. (2020). „Measurement of the 229Th isomer energy with a magnetic micro-calorimeter“. Phys. Rev. Lett. 125-jild, № 14. 142503-bet. arXiv:2005.13340. Bibcode:2020PhRvL.125n2503S. doi:10.1103/PhysRevLett.125.142503. PMID 33064540.
  8. ↑ L. von der Wense; B. Seiferle (2020). „The 229Th isomer: prospects for a nuclear optical clock“. Eur. Phys. J. A. 56-jild, № 11. 277-bet. arXiv:2009.13633. Bibcode:2020EPJA...56..277V. doi:10.1140/epja/s10050-020-00263-0.
  9. ↑ A.D. Ludlow; et al. (2015). „Optical atomic clocks“. Rev. Mod. Phys. 87-jild, № 2. 637–699-bet. arXiv:1407.3493. Bibcode:2015RvMP...87..637L. doi:10.1103/RevModPhys.87.637.
  10. ↑ W.F. McGrew; et al. (2018). „Atomic clock performance enabling geodesy below the centimetre level“. Nature. 564-jild, № 7734. 87–90-bet. arXiv:1807.11282. Bibcode:2018Natur.564...87M. doi:10.1038/s41586-018-0738-2. PMID 30487601.
  11. ↑ N. Huntemann; et al. (2016). „Single-ion atomic clock with 3·10−18 systematic uncertainty“. Phys. Rev. Lett. 116-jild, № 6. 063001-bet. arXiv:1602.03908. Bibcode:2016PhRvL.116f3001H. doi:10.1103/PhysRevLett.116.063001. PMID 26918984.
  12. ↑ T.L. Nicholson; et al. (2015). „Systematic evaluation of an atomic clock at 2·10−18 total uncertainty“. Nature Communications. 6-jild. 6896-bet. arXiv:1412.8261. Bibcode:2015NatCo...6E6896N. doi:10.1038/ncomms7896. PMC 4411304. PMID 25898253.
  13. ↑ S.M. Brewer; et al. (2019). „An 27Al+ quantum-logic clock with systematic uncertainty below 10−18“. Phys. Rev. Lett. 123-jild, № 3. 033201-bet. arXiv:1902.07694. doi:10.1103/PhysRevLett.123.033201. PMID 31386450. 
"https://uz.wikipedia.org/w/index.php?title=Yadro_soati&oldid=4219518" dan olindi