Interpretación artística de un reloj óptico nuclear. Crédito:P. G. Thirolf et al., Ana. Phys. 531, 1800381 (2019).
Un equipo de investigadores de Alemania y Austria ha tomado una nueva medida del núcleo de un isótopo de torio-229, acercándose un paso más a un reloj nuclear. En su artículo publicado en la revista Cartas de revisión física , el grupo describe cómo midieron el isótopo y sus resultados.
Durante los últimos cientos de años, los científicos han desarrollado relojes cada vez más precisos. Evolucionando desde movimientos de cuarzo hasta el tic-tac de electrones en una capa atómica, Los científicos han avanzado el cronometraje hasta el punto de que algunos relojes atómicos tienen una precisión de una parte en 10 18 —Lo suficientemente preciso como para no perder un solo segundo sobre la vida del universo hasta la fecha.
Pero aún, Los científicos quieren un reloj aún más preciso:uno basado en las oscilaciones de los núcleos de un átomo, o en este caso, un isótopo. Los investigadores han intentado hacer un reloj de este tipo anteriormente, pero han fallado por varias razones, mayormente relacionado con las altas energías de transición involucradas. La mayor parte de este trabajo se ha centrado en el torio-229 porque su estado excitado es el más bajo conocido de todos los núcleos atómicos.
Hasta ahora, se han realizado múltiples intentos para identificar la longitud de onda exacta de la luz ultravioleta que podría usarse para excitar el torio-229, lo que revelaría el tipo de láser que podría usarse para crear un reloj nuclear. Cada uno ha dado resultados ligeramente diferentes, pero los científicos se están acercando a la respuesta. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han estado más cerca hasta ahora, trayendo consigo la posibilidad de una nueva era de cronometraje.
Una imagen de microscopía electrónica de barrido en color falso de la matriz de detectores maXs30 de 8x8. Crédito:©:Matthäus Krantz
El trabajo consistió en medir la radiación emitida por una muestra de uranio-233 a medida que se descomponía en varios tipos de isómeros, uno de los cuales fue el torio-229, una técnica que se ha probado antes. Pero esta vez, el equipo utilizó un método que era más preciso, lo que llevó a una estimación más precisa de la longitud de onda de la luz ultravioleta necesaria para medir las oscilaciones del núcleo del isótopo. Midieron la energía de transición a 8.1 electronvoltios, lo que significaría que se podría usar un láser ultravioleta con una longitud de onda de 153,1 nanómetros para construir el escurridizo reloj nuclear. El equipo planea realizar múltiples mediciones usando la misma técnica para reducir la incertidumbre, y quizás para llegar a la medida exacta necesaria para construir el reloj más preciso imaginable.
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