Хіміки створили нову періодичну таблицю для збільшення точності атомних годинників
Хіміки розробили нову періодичну систему хімічних елементів, яка заснована не на кількості протонів у ядрі атома, а на кількості електронів, які він може віддати. Коли атом віддає електрон або декілька, то стає сильно зарядженим іоном, який використовують у рентгенівських лазерах, лікуванні пухлин, вивченні плазми та атомних годинниках. Тож нова періодична система допомагає передбачити властивості таких іонів і вибрати той, що найбільше підходить меті дослідження. Статтю про розробку опублікували на сайті препринтів arXiv. Чому для дослідження іонів не підходить звичайна періодична таблиця? Хоча класична періодична таблиця хімічних елементів містить інформацію про кількість електронів в атомах і навіть їх розташування на різних енергетичних рівнях навколо ядра, це розташування може змінюватися під впливом високоенергетичного, або іонізуючого випромінювання, через що виникають сильно заряджені іони. Деякі з таких змін трапляються часто, а деякі настільки рідко, що їх називають «забороненими» переходами чи лініями. Саме на таких переходах заснована робота оптичних атомних годинників. Наприклад, якщо створити такий сильно заряджений іон і зафіксувати його в одному положенні за допомогою лазерів, то він буде стабільнішим за сучасні атомні годинники. Знаючи, яка ймовірність зміни розташування електронів у такому іоні, науковці зможуть розрахувати, як часто протягом певного періоду часу відбуватимуться ці зміни й таким чином точніше вимірювати час. За допомогою нової періодичної таблиці науковці виявили 700 теоретичних заборонених переходів в іонах різних елементів, які можуть знайти застосування у виготовленні атомних годинників. Деякі обрані науковцями іони за розрахунками вже перевершили точність сучасних атомних і навіть запланованого ядерного годинника, утім їхню реальну точність зможуть з’ясувати лише після створення повноцінних годинників на основі іонів. Як науковці вимірюють час? Атомні годинники допомагають не лише точно вимірювати час, що важливо для навігації супутників і проведення фізичних досліджень, але й виявляти темну матерію. Для того, щоб такі годинники забезпечували точну роботу віддалених супутників, один із них спершу випробували на орбіті, а потім — відправили до Венери. Атомний годинник, робота якого заснована не на звичайних, а на квантово заплутаних атомах, виявився точнішим і швидшим за свої аналоги.Джерело: nauka.ua Оцініть новину: 
Ваш коментар буде першим