Наскоро изследователите проучват и възможното разработване на молекулярен часовник. Тези системи
„Последната ни работа е резултат от години наусилия за създаване на така наречения молекулярен часовник“, каза Таня Зелевински, един от изследователите и авторите на новата работа, в интервю за Phys.org. „Бяхме вдъхновени от бързия напредък в точността на атомните часовници. Молекулярните часовници се основават на различен "тиктакащ" механизъм и следователно могат да бъдат чувствителни към допълнителни явления. Една от тях е идеята, че основните константи на природата могат да се променят много малко с течение на времето. Друга възможност е, че гравитацията между много малки обекти може да се различава от взаимодействията в по-големи мащаби.
Молекулярен часовник, създаден от Zelevinsky и неяколеги се основават на двуатомната молекула Sr₂, структурно наподобяваща две малки сфери, свързани с пружина. Часовникът специално използва вибрационните режими на тази молекула като точна референтна честота, което от своя страна позволява да се проследява времето.
Изображението на свръхстудени молекули, разбити на атоми, е използвано от изследователите. Снимка: K. H. Leung
„Нашите часовници изискват използването на лазериохлаждане на атоми близо до абсолютната нула и задържането им в оптични капани, което ги кара да се комбинират в молекули и насочват към тях лазери с висока прецизност „часовник“, за да направят действително измерване “, обясни Зелевински. „Предимството на молекулярните часовници е много ниската чувствителност към бездомни магнитни или електрически полета и много дългият естествен живот на вибрационните режими.“
В проучване, публикувано в списание PhysicalReview X, Zelevinsky и колеги оцениха точността на молекулярните часовници в поредица от тестове чрез измерване на отклонението им. Те откриха, че техният дизайн значително минимизира източниците на грешки, а самият часовник постигна обща систематична грешка от 4,6×10−14, демонстрирайки особено висока точност.
Малки промени в позицията на резонанса на часовника в зависимост от дължината на вълната на вълнуващата светлина (означена с цвят) ограничават точността на вибриращия часовник. Снимка: K. H. Leung
Създаден вибрационен молекулен часовникот група изследователи, може да стане стандарт за терагерцови честотни приложения, както и основа за създаването на нови инструменти за молекулярна спектроскопия. Дизайнът му може също да бъде променен чрез замяна на молекулите Sr₂ с други изотопни варианти (с различна маса).
„В бъдеще се надяваме да приложим молекулярноследете за разбиране на молекулярната структура с най-висока прецизност и изучаване на всеки възможен признак на не-нютонова гравитация в нанометров мащаб,” заключава Зелевински.
Прочетете още:
Появи се снимка във втората най-дълбока подводна дупка в света
Вижте какво се случи с Меркурий, когато се приближи възможно най-близо до Слънцето
Учените са готови да признаят новото дърво за най-старото в света
Снимка на корицата: Алекс Бергер