Une équipe de chercheurs allemands et autrichiens a effectué une nouvelle mesure du noyau d'un isotope du thorium-229, se rapprocher d'une horloge nucléaire. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , le groupe décrit comment ils ont mesuré l'isotope et leurs résultats.

Au cours des cent dernières années, les scientifiques ont développé des horloges toujours plus précises. Évoluant des mouvements du quartz au tic-tac des électrons dans une couche atomique, les scientifiques ont avancé le chronométrage au point que certaines horloges atomiques sont précises à une partie sur 10 ¹⁸ — suffisamment précis pour ne pas perdre une seule seconde sur la durée de vie de l'univers à ce jour.

Mais reste, les scientifiques veulent une horloge encore plus précise :une horloge basée sur les oscillations des noyaux d'un atome - ou dans ce cas, un isotope. Les chercheurs ont déjà tenté de fabriquer une telle horloge, mais ont échoué pour diverses raisons, principalement lié aux hautes énergies de transition impliquées. La plupart de ces travaux se sont concentrés sur le thorium-229 car son état excité est le plus bas connu de tous les noyaux atomiques.

Jusqu'à maintenant, plusieurs tentatives ont été faites pour identifier la longueur d'onde exacte de la lumière ultraviolette qui pourrait être utilisée pour exciter le thorium-229, qui révélerait le type de laser qui pourrait être utilisé pour créer une horloge nucléaire. Chacun a donné des résultats légèrement différents, mais les scientifiques se rapprochent de la réponse. Dans ce nouvel effort, les chercheurs se sont encore approchés le plus près, apportant avec elle la possibilité d'une nouvelle ère de chronométrage.

Le travail consistait à mesurer le rayonnement émis par un échantillon d'uranium-233 lors de sa désintégration en plusieurs types d'isomères, dont l'un était le thorium-229, une technique qui a déjà été essayée. Mais cette fois, l'équipe a utilisé une méthode plus précise, ce qui a conduit à une estimation plus précise de la longueur d'onde de la lumière ultraviolette nécessaire pour mesurer les oscillations du noyau de l'isotope. Ils ont mesuré l'énergie de transition à 8,1 électronvolts, ce qui signifierait qu'un laser ultraviolet d'une longueur d'onde de 153,1 nanomètres pourrait être utilisé pour construire l'insaisissable horloge nucléaire. L'équipe prévoit d'effectuer plusieurs mesures en utilisant la même technique pour réduire l'incertitude, et peut-être pour arriver à la mesure exacte nécessaire pour construire l'horloge la plus précise imaginable.

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