Teadlased panid tuumakella tiksuma
Juba vanal ajal olid pendliga kellad nii täpsed, et isegi kägu teadis õigel ajal kukkuma tulla. Tänapäevased aatomkellad, mis jälgivad elektronide kvanthüppeid ja footonite sagedust, on samuti päris täpsed.
Ent nüüd on teadlased välja töötamas tuumakella, mis seirab aatomituuma osakeste võnkumisi ja mis on veelgi täpsem.
Rahvusvaheline teadlasrühm eesotsas Jun Ye ja Chuankun Zhangiga Ameerika Ühendriikidest Boulderi Colorado Ülikoolist demonstreeris tähtsaid tuumakellamehhanismi osiseid, millega saab laserist lastava ultraviolettkiirguse abil ergastada toorium-229 tuumaosakesi ja mõõta seejuures täpselt üle, milline kiirgussagedus tuumaosakesi kõige paremini ergastab.
See sagedus on looduses üht tüüpi aatomis üht tüüpi ergastuse ehk kvanthüppe puhul alati täpselt üks ja seesama.
Kellavaataja ülesanne on vaid teraselt jälgida, kuidas ultraviolettkiire footonile vastava elektromagnetlaine harjad tõusevad ja langevad.
Põhimõte on sama, mis aatomkellas, kus jälgitakse elektrone ergastavaid mikrolaineid, ainult et tuumakellas kasutatav ultraviolettlaine on suurema sagedusega ehk lainetab sama aja sees rohkem kordi. Ehk teisisõnu, tuumakell tiksub kiiremini kui aatomkell ja kaardistab aja kulgu seega detailsemalt.
Nii, et kui aatomkellad võivad uhkeldada, et võiksid käia miljoneid aastaid, ilma et sekundigagi eksiksid, siis tuumakell jõuab sekundilise eksimuseni kõige kiiremini alles miljardi aastaga.
Ajaühikus tõusvaid ja langevaid laineharju loendatakse seejuures erilise seadeldisega, mida nimetatakse optiliseks sageduskammiks. See seade peab olema eriline ja vilgas, sest ultraviolettlained käivad üles-alla miljardeid kordi sekundis.
Tuumakella areng annab lootust, et navigatsioonisüsteemid nagu GPS saavad veelgi täpsemaks, internetiühendused võib-olla ka Eestis veelgi kiiremaks ja miks mitte rahaülekandedki nobedamaks. Teadlasi võivad rõõmustada avarduvad võimalused universumi toimimise fundamentaalteooriaid järgi proovida.
Ye, Zhang ja kaasautorid avaldavad oma uurimistöö tulemused ajakirjas Nature.
Pildil on katse tarbeks valmistatud tuumakella elemendid.