Skip to main content

Article Category

Wiadomości

Article available in the folowing languages:

Czas to pieniądz - dla nowego zdobywcy grantu ERBN

Naukowcy, których prace są finansowane ze środków unijnych, podejmują ogromne przedsięwzięcie budowy jądrowego zegara atomowego - urządzenia, które istotnie udoskonali zegary atomowe wykorzystywane obecnie do ustalania godziny. Prowadzenie prac jest możliwe dzięki przyznaniu...

Naukowcy, których prace są finansowane ze środków unijnych, podejmują ogromne przedsięwzięcie budowy jądrowego zegara atomowego - urządzenia, które istotnie udoskonali zegary atomowe wykorzystywane obecnie do ustalania godziny. Prowadzenie prac jest możliwe dzięki przyznaniu na okres 5 lat przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych (ERBN) grantu w kwocie 1,3 mln EUR dla początkujących naukowców Thorstenowi Schummowi z Instytutu Fizyki Atomowej i Subatomowej Politechniki Wiedeńskiej w Austrii. Grant ERBN uzupełnia stypendium START przyznane dr Schummowi pod koniec 2009 r. przez Austriacką Fundację Nauki (FWF). Centralnym przedmiotem projektu jest radioizotop tor-229. Atomy są zbudowane z jądra otoczonego powłoką elektronów. W większości atomów ilość energii potrzebna do wywołania zmian (takich jak wzbudzenie) w jądrze i powłoce elektronów różni się o kilka rzędów wielkości. W związku z tym naukowcy badający różne elementy atomu zazwyczaj korzystają z innych narzędzi. Fizycy atomowi głównie korzystają z laserów, aby przyjrzeć się powłoce elektronów, podczas gdy fizycy jądrowi używają akceleratorów cząstek, aby badać jądro. Tor-229 wyróżnia się tym, że ma wyjątkowo niską energię wzbudzenia jądra. "Może zatem istnieć możliwość wywołania stanu wzbudzenia jądra atomowego za pomocą światła (laserowego)!" - piszą naukowcy w swojej witrynie internetowej. "Celem tego projektu jest odkrycie i opisanie owej niskoenergetycznej przemiany jądrowej i udostępnienie jej na potrzeby podstawowych badań i zastosowań." W szczególności dr Schumm wraz z kolegami ma nadzieję wykorzystać niezwykłe właściwości jądra toru-229 do budowy jądrowego zegara atomowego. Obecnie sekundę definiuje się jako 9.192.631.770 drgań fali świetlnej. Powoduje to określone zmiany w powłoce elektronów atomu cezu, co jest wykorzystywane w zegarach atomowych, które wyznaczają standardy czasu. Niemniej przemiany elektronów są niezwykle wrażliwe na pola magnetyczne i elektryczne i z tego względu zegary atomowe są wyposażone w złożone struktury ekranujące. Co więcej pomiary muszą być prowadzone przy spadaniu swobodnym, co oznacza, że kolejna generacja zegarów atomowych musiałaby bazować na satelitach. Jądrowy zegar atomowy oparty na torze-229 pozwoli obejść te problemy. "Jony toru można osadzić w przezroczystych kryształach UV [ultrafioletowych]" - wyjaśniają naukowcy. "Skomplikowany i pokaźnych rozmiarów układ próżniowy, jakiego wymagają zegary atomowe zostałby zastąpiony pojedynczym kryształem w temperaturze pokojowej z domieszką atomów toru-229." Jeżeli zespół odniesie sukces, to opracowane jądrowe zegary atomowe umożliwią znaczną poprawę precyzyjności naszych pomiarów czasu. Dr Schumm już rozpoczął budowanie swojego zespołu badawczego oraz prace nad przygotowaniem najnowocześniejszego laboratorium, które spełnia wysokie standardy wymagane w badaniach z wykorzystaniem laserów (tj. absolutnie stała temperatura i niski poziom wibracji), a także posiada certyfikat ochrony radiologicznej. Laboratorium powinno być gotowe w październiku 2010 r. Zdaniem zespołu Instytut Fizyki Atomowej i Subatomowej jest jednym z zaledwie kilku miejsc na świecie, gdzie fizykę jądrową i fizykę cząstek elementarnych można połączyć z precyzyjną spektroskopią laserową. "To środowisko jest naprawę wyjątkowe i świadczy o zaangażowaniu Politechniki Wiedeńskiej w ten projekt" - zauważa dr Schumm.

Kraje

Austria

Powiązane artykuły