Команда физиков из Китая успешно запустила ядерные часы, основанные на изотопе тория-229, используя самостоятельно выращенные кристаллы. В этих часах ультрафиолетовый лазер постоянно калибруется относительно перехода в атомном ядре, что делает их менее восприимчивыми к внешним воздействиям по сравнению с измерениями электронной оболочки.
Лабораторный образец ядерных часов был собран Шицянем Дином из Университета Цинхуа совместно с его коллегами. Для генерации ультрафиолетового излучения с длиной волны 148,4 нанометра используется смешение двух лучей, которые проходят через пары кадмия, нагретые до температуры 600 градусов Цельсия. Мощность этого излучения составляет 10 микроватт, а авторы оценивают ширину линии как менее одного герца.
Отслеживание ядер происходит посредством процесса поглощения: когда кристалл находится на резонансе, он поглощает приблизительно 0,01 процента света. На основе этого изменения прошедшего света определяется направление смещения частоты лазера.
Для повышения стабильности системы была произведена замена фотоумножителя на более прозрачную фототрубку, которая пропускает 7 процентов ультрафиолета, а также оптимизирован режим работы. Эти модификации позволили снизить нестабильность с первоначального значения $1 imes 10^{-11}$ до $5 imes 10^{-13}$. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.