Ճապոնացի ֆիզիկոսները մշակել են «իտերբիում» հազվագյուտ հողային տարրի վրա հիմնված գերճշգրիտ ատոմային ժամացույց, որը կարող է օգնել ստուգել ֆիզիկայի ստանդարտ մոդելի սահմանները և նույնիսկ որոնել մութ նյութը։

Նախագիծը ղեկավարել է Կիոտոյի համալսարանի գիտությունների բարձրագույն դպրոցի դոկտոր Տայկի Իսիյաման։ Հետազոտողներն օգտագործել են ատոմների հազվագյուտ ուղեծրային անցումը, որը երկար ժամանակ համարվում էր խոստումնալից, բայց չափազանց դժվար կիրառելի ճշգրիտ չափումների համար։

Ատոմային ժամացույցը չափում է ժամանակը ատոմի երկու էներգետիկ մակարդակների միջև էլեկտրոնների անցումներով՝ ավանդաբար օգտագործելով ցեզիում-133: Այդ անցումները տեղի են ունենում չափազանց կայուն հաճախականություններում, ինչը դրանք դարձնում է աշխարհի ամենաճշգրիտ ժամացույցը։ Նոր ժամացույցում ատոմները պահվում են լազերային ճառագայթների հատման միջոցով ձևավորված օպտիկական ցանցի մեջ, որը թույլ է տալիս նրանց չափել վայրկյանում հարյուրավոր տրիլիոն տատանումներ։

Իտերբիումի ատոմներում ներքին էլեկտրոնի հետ տեղի ունեցող հազվագյուտ ուղեծրային անցման օգտագործումը զգալիորեն մեծացնում է համակարգի զգայունությունը: Սա հնարավորություն է տալիս հայտնաբերել թույլ ֆիզիկական էֆեկտներ, այդ թվում՝ մութ նյութի կամ անհայտ մասնիկների նշաններ: Մինչ այժմ նման անցումների չափումները պակաս ճշգրիտ էին ատոմները զսպող լազերների ազդեցության պատճառով։

Գիտնականները չափել են իզոտոպային տեղաշարժերը՝ հետևելով, թե ինչպես է իտերբիումի տարբեր իզոտոպների միջև անցման հաճախականությունը տատանվում: Չափումների ճշգրտությունը հասել է մեկ միլիարդի: Սա բացել է դուռ նոր բոզոնների որոնման համար, որոնք կարող են միջնորդել էլեկտրոնների և նեյտրոնների միջև փոխազդեցությունները Ստանդարտ մոդելից այն կողմ և բարելավել ատոմային ու միջուկային վարքագծի մոդելները:

Արդյունքները ցույց են տվել, որ ներքին անցումները այժմ կարող են կառավարվել բարձր ճշգրտությամբ, ինչն այս ժամացույցը դարձնում է հզոր գործիք քվանտային փորձերի և նոր ֆիզիկական երևույթների ուսումնասիրության համար:

Աղբյուրը՝ Nature

Պատկերը՝ Generated by the editorial team using AI for illustrative purposes