Ядерные часы позволят улучшить навигационные системы

Создание ядерных часов позволит улучшить качество спутниковой навигации и достичь высокой точности измерений ряда фундаментальных констант. В частности, гравитационной постоянной, что поможет осуществить проверку основ космологических эффектов общей теории относительности. Об этом рассказала пресс-служба саровского Национального центра физики и математики (НЦФМ).

Одним из преимуществ ядерных часов станет их более миниатюрный размер, при этом они стабильнее и точнее атомных. А это означает повышение точности навигационных спутниковых систем (GPS, ГЛОНАСС). Также появится возможность регистрации зависимости частоты перехода от гравитационного поля, а именно, будет можно измерять гравитационное поле Земли с помощью стандарта частоты, расположенного на спутнике.

Ядерный стандарт частоты даст и возможность решения задач фундаментальной физики, например, измерять с высокой точностью некоторые фундаментальные константы (постоянную тонкой структуры, гравитационную постоянную), что позволит протестировать основы космологических эффектов общей теории относительности, размышляют авторы разработки ториевых часов.

Оснащённые такими часами устройства смогут дистанционно обнаруживать залежи полезных ископаемых, нефтяных и газоконденсатных месторождений, разрабатывать высокоточные навигационные карты, решать задачи двойного назначения.

Сегодня в мире эталоном частоты являются цезиевые атомные часы. По словам автором нового проекта, в отличие от переходов между электронными уровнями, ядерные переходы защищены от внешнего воздействия электронной оболочкой, это и даёт возможность резко повысить точность измерений.

Здесь самыми перспективными видятся варианты с использованием ядра изотопа тория-229 с энергией около 8,3 эВ. Идея подобной технологии была высказана давно, но лишь в 2024 году были получены первые практические успехи в этом направлении.