В Национальном исследовательском ядерном университете "МИФИ" идет работа по созданию системы спектроскопии ядер тория-229, заказчиком которой выступает РФЯЦ ВНИИЭФ. Система будет представлять собой лабораторный макет ядерных часов на изотопе тория-229.
В настоящее время ведется создание системы на основе крио-кристаллов благородных газов криптона и ксенона, которые ни с чем не взаимодействуют. Если их охладить до криогенных температур, они вначале конденсируются в жидкое состояние, а затем кристаллизуются. На основе этих крио-кристаллов ученые создают лазер, который позволит провести спектроскопию ядер тория-229.
Данная система имеет прямое отношение к созданию сверхточных ядерных часов нового поколения. В качестве маятника в них планируется использовать ядерный переход в изотопе тория-229. Это аномальное изомерное состояние является самым низколежащим из всех ядерных состояний, которые известны на сегодняшний день. Энергия ядерного перехода расположена в области вакуумного ультрафиолета, который в атмосфере поглощается кислородом. Длина волны излучения ядерного перехода, по последним данным, находится в области 148 нанометров.
Для измерения энергии этого ядерного состояния необходимо попасть лазером в резонанс линии возбуждения ядра тория-229. При распаде возбужденных ядер тория-229 будет излучаться гамма-фотон, который регистрируется с помощью специальных детекторов, чувствительных в области вакуумного ультрафиолета, а частота лазера при этом будет соответствовать энергии резонансного поглощения ядер тория-229.
На сегодняшний день в России нет источников лазерного излучения на данную длину волны, поэтому ученым предстоит экспериментально реализовать подобную систему, чтобы создать лазер, привязанный к ядерному переходу.
Эта система спектроскопии станет первой ступенью на пути к ядерному стандарту времени и частоты.
