Руси праве суперпрецизан нуклеарни сат
У свету у којем се секунда дели на милијардити део, прецизност више није луксуз, већ темељ савремене цивилизације.
Од навигације сателита и банкарских трансакција, до интернет саобраћаја и комуникације међу континентима, време је невидљива инфраструктура без које ништа не може да функционише.
Управо зато, вест да се у Русији развија технологија која би могла да редефинише само поимање времена, делује готово нестварно. Реч је о нуклеарном сату, уређају чија се тачност не мери у милионима, већ у милијардама година.
За разлику од данашњих атомских сатова, који се ослањају на осцилације електрона у атомима, нуклеарни сат помера границу мерења на много дубљи ниво, у само језгро атома, преноси SciTechDaily.
Данашњи стандард времена базиран је на атому цезијума-133, код којег се једна секунда дефинише као трајање 9.192.631.770 осцилација током енергетског прелаза електрона. Такви сатови греше свега једну секунду за око сто милиона година, али нису савршени. Електрони су изложени спољним електричним и магнетним сметњама, које чак и уз најсложеније заштите постављају границу њихове стабилности.
Нуклеарни сат решава тај проблем тако што мери вибрације унутар самог атомског језгра. Језгро је око сто хиљада пута мање од атома и заклоњено је електронским омотачем, због чега је готово потпуно отпорно на спољне утицаје.
Теоријски, сат заснован на овом принципу могао би да изгуби једну секунду тек после више милијарди година.
Руси уграђују кристале у торијум-229
Деценијама је оваква технологија била немогућа због једног великог проблема: енергије потребне за побуђивање језгра биле су хиљадама пута веће од оних за електроне и потпуно ван домашаја савремених ласера. Зато су нуклеарне реакције неупоредиво снажније од хемијских. Међутим, природа је понудила јединствени изузетак, а то је изотоп торијум-229.
Овај изотоп има посебно својство: његово језгро поседује два енергетска стања која су изузетно близу једно другом. Та разлика одговара фреквенцији вакуумске ултраљубичасте светлости, што значи да се може побудити данашњим ласерским системима.
Трка за први функционални нуклеарни сат није само питање престижа, већ борба за технолошку надмоћ. Онај ко први савлада ову технологију, неће само прецизније мерити време, већ ће добити алат за разумевање самих основа функционисања свемира.
После вишедеценијских покушаја, научници у Европи и САД су крајем 2024. и почетком 2025. године први пут успели да директно побуде језгро торијума-229 ласером, чиме је доказано да је нуклеарни сат заиста могућ. Тиме је започела глобална трка.
У тој трци Русија има сопствени, другачији приступ. Под окриљем државне корпорације „Росатом”, истраживачи из Националног центра за физику и математику и Московског института MEPhI развијају методу засновану на специјалним кристалима у које се уграђује торијум-229.
Према речима академика Александра Сергејева, њихов систем је једноставнији, стабилнији и економичнији од конкурентских технологија. Циљ је да се добије компактан, чврст уређај који не захтева сложено ласерско хлађење гасова, што га чини погодним за рад у екстремним условима, укључујући и свемир. Опрема је већ инсталирана, а први експерименти су у току.
Могуће примене у свемиру и телекомуникацијама
Могуће примене оваквог сата превазилазе и најамбициозније планове данашње технологије. У навигацији, сателитски системи попут GPS-а и GLONASS-а могли би да достигну прецизност позиционирања на нивоу центиметра, што је кључно за аутономна возила, дронове и прецизне војне операције.
У дубоком свемиру, летелице би могле самостално да израчунавају свој положај без сталне комуникације са Земљом, што је пресудно за мисије ка Марсу и даље.
У телекомуникацијама, нуклеарни сатови би омогућили савршену синхронизацију потребну за будуће 6G и 7G мреже и квантне комуникације, где и најмање временско одступање доводи до губитка података.
Још фасцинантније су могућности у фундаменталној физици: поређењем атомских и нуклеарних сатова научници би могли да открију да ли се основне константе природе мењају кроз време или чак да детектују присуство тамне материје.
Због екстремне осетљивости на гравитацију, овакви сатови могли би да региструју и најситније промене у Земљином гравитационом пољу, изазване померањем магме, чиме би се отворила врата раном откривању потреса и вулкана, али и даљинском проналажењу руда и нафтних лежишта.
