Исследователи из Китайской академии инженерной физики в Пекине установили, что лазерное излучение может эффективно возбуждать ядра водородоподобного изотопа тория-229, из которого практически все электроны были удалены. Результаты их работы могут стать основой для создания ядерных часов.
В отличие от электронных оболочек, возбуждение атомных ядер требует значительно больших энергий. В своих экспериментах ученые использовали высокоионный торий-229 с единственным оставшимся электроном, что значительно улучшило возможности его взаимодействия с лазерным излучением. Это открытие предполагает перспективу разработки ядерных часов, которые потенциально будут более точными, даже чем атомные.
Для проведения эксперимента команда прибегла к мощным лазерам с интенсивностью около 10^21 ватт на квадратный сантиметр. В результате они смогли активировать примерно 10 процентов ядер тория-229 с помощью одного лазерного импульса. Этот процесс позволяет достигать изомерного, метастабильного состояния, что ранее было невозможно.
При переходе в состояние с более низкой энергией возбужденные ядра тория излучают свет на нескольких гармонических частотах, создавая когерентное излучение, напоминающее лазерное. Длительность этого излучения составляет 0,01 секунды, в то время как для изолированного ядра тория-229 она могла бы составить около тысячи секунд, что значительно улучшает возможности использования данного материала для создания ядерных часов.
