12 ноября 2020

В НИЯУ МИФИ обсудили создание сверхточных часов и нового стандарта времени

Ведущие российские и зарубежные ученые обсудили создание сверхточных оптических часов на атомных и ядерных переходах, а также установление новых стандартов времени и частоты на конференции, которая прошла в Национальном исследовательском ядерном университете "МИФИ".

Международная школа "Перспективные стандарты времени и частоты на атомных и ядерных переходах-2020" прошла на базе Института лазерных и плазменных технологий (ЛаПлаз) НИЯУ МИФИ. В ней приняли участие ведущие исследователи и молодые ученые, студенты и аспиранты из университетов и научных центров Америки, Европы и Австралии.

Школа была посвящена новой концепции сверхточных оптических часов на основе уникального явления ядерной физики — низкоэнергетического изомерного уровня в ядре тория-229. Этот уровень обладает аномально низкой для ядерных переходов энергией (длина волны около 160 нм), большим временем жизни (порядка часа) и находится в оптическом диапазоне, доступном для прецизионной лазерной спектроскопии.

"Исследования тория-229 имеют огромное фундаментальное и прикладное значение. Они должны лечь в основу новых сверхточных оптических часов, которые не отстанут даже на секунду за сотни миллиардов лет. Сферы применения такого изобретения — квантовая метрология и новый эталон времени, релятивистская геодезия и гравитационные датчики, исследования дальнего космоса и поиски физических явлений за рамками стандартной модели физики элементарных частиц",

— рассказал главный научный сотрудник Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), профессор кафедры физико-технических проблем метрологии НИЯУ МИФИЕвгений Ткаля.

Как обнаружить темную материю с помощью ядерных часов и почему изменяются фундаментальные константы? Этой теме были посвящены доклады профессора Марианны Сафроновой из университета Делавэр (США) и профессора Виктора Фламбаума из Сиднейского университета (Австралия).

Об экспериментах по лазерному охлаждению и удержанию ионов тория в ловушках, о возбуждении и измерении энергии изомера на синхротроне рассказали ученые Алекс Раднаев из института Джорджии (США), Павло Билоус из института Макса Планка (Германия) и Георгий Казаков из Венского института (Австрия).

Можно ли возбудить ядро током автомобильного аккумулятора? Один из пионеров ториевой тематики в мире и руководитель российского проекта по созданию ториевого стандарта частоты профессор Евгений Ткаля поделился последними теоретическими разработками способов возбуждения и наблюдения распада изомерного состояния ядра тория-229 с помощью низкоэнергетичных электронов и мюонов.

Как поместить атом тория в специальное окружение, чтобы продлить жизнь изомера на часы или вынудить его распасться за микросекунды, встроить торий в оптически-прозрачные кристаллы, удобные для измерений – эти и другие задачи решают сегодня ученые-теоретики с помощью компьютерного моделирования. Точные квантовые расчеты требуют вычислительных ресурсов тысяч современных процессоров. Над созданием всемирного открытого расчетного портала и интерактивной базы атомных и спектроскопических данных работает группа профессора Марианны Сафроновой.

О разработках квантового компьютера с применением коротких ионных кристаллов рассказал член-корреспондент РАН, директор ФИАН Николай Колачевский.

Школа проведена на средства гранта Российского научного фонда 19-72-30014.

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (Московский инженерно-физический институт) образован 8 апреля 2009 года на базе Московского инженерно-физического института (государственного университета). Историю ведёт от основанного в 1942 году Московского механического института боеприпасов (ММИБ). Первоначальной целью института ставилась подготовка специалистов для военных и атомных программ Советского Союза. В 1945 г. переименован в Московский механический институт, а в 1953 г. в Московский инженерно-физический институт (МИФИ). С 1993 г. — Московский государственный инженерно-физический институт (технический университет). С 2003 г. — Московский инженерно-физический институт (государственный университет). С 2009 г. - Национальный Исследовательский Ядерный Университет "МИФИ".