Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

22.03.2018
17:49

Звезда могла изменить траектории комет Солнечной системы в доисторическую эпоху

22.03.2018
17:46

Планеты системы Trappist-1 содержат слишком много воды, чтобы поддерживать жизнь

22.03.2018
17:43

Океаны Марса формировались рано, возможно, с участием вулканических комплексов

22.03.2018
17:39

Измерение масс белых карликов при помощи гравитационного линзирования

22.03.2018
15:05

Космологи совершенствуют крупнейшую компьютерную модель Вселенной

22.03.2018
14:27

Радиотуманность открыта вокруг пульсара PSR J0855–4644

22.03.2018
14:18

ООН: более 5 млрд человек будут испытывать проблемы с водой к 2050 году

22.03.2018
14:13

Стивена Хокинга похоронят рядом с Исааком Ньютоном и Чарльзом Дарвином

22.03.2018
14:08

Словаки представили проект электрического летающего автомобиля

22.03.2018
14:05

Изолирующая сфера вокруг атома тория поможет создать ядерные часы

    Физик из МГУ рассмотрел, как на переходе между основным и возбужденным состоянием ядра атома 229Th сказывается наложение граничных электромагнитных условий — окружение атома изолятором, помещение его в тонкую диэлектрическую пленку или металлическую полость. Оказалось, что в некоторых случаях переход удается замедлить более чем в десять раз. Открытие может найти применение в разработке ядерных часов, точность которых превысит точность атомных часов (оценок повышения точности в статье не приводится). Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics.

    Когда ученым нужно очень точно измерить время, они обращаются к атомным часам. В основе конструкции этих часов лежат переходы электронов между соседними электронными оболочками атома — частота таких колебаний постоянна, а относительная погрешность при ее измерении составляет не более εν ~ 10−14. Другими словами, атомные часы накапливают ошибку в одну секунду за несколько миллионов лет. Атомные часы используются для точного определения местоположения (системы GPS и ГЛОНАСС), установлены на базовых станциях мобильной связи. Кроме того, современное определение секунды тоже полагается на атомные часы: в международной системе единиц СИ секунда — это промежуток времени, в течение которого совершается 9192631770 колебаний, отвечающих резонансной частоте энергетического перехода между уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133 (133Cs).

    Тем не менее, для точного измерения промежутков времени не обязательно использовать только классические атомные часы. Теоретически, даже большей точности можно добиться, наблюдая за переходами между энергетическими уровнями атомного ядра, а не вращающихся вокруг него электронов. Для этого нужно научиться управлять вероятностью процесса. Подобного контроля можно добиться, накладывая на атом граничные электромагнитные условия — проще говоря, помещая его в «клетку» и ограничивая его возможности излучать. Впервые этот эффект был предсказан Эдвардом Парселлом еще в 1946 году, к настоящему времени его достаточно хорошо изучили теоретически и экспериментально. К сожалению, использовать его для создания ядерных сверхточных часов пока что никому не удалось. Препятствием здесь выступает тот факт, что эффект Парселла довольно сложно увидеть — расстояние между ядерными энергетическими уровнями много больше энергии оптических атомных возбуждений и высвобождающееся в результате перехода электромагнитное излучение практически не замечает границы между двумя средами. Более того, бо́льшая часть этой энергии идет не на излучение, а на внутреннюю конверсию, что еще сильнее осложняет наблюдения.

    К счастью, из этих закономерностей есть исключения. В 1976 году Крогер (L. A. Kroger) и Райх (C. W. Reich) обнаружили ядро, возбужденное состояние которого имело сравнительно небольшую энергию. Этим состоянием оказался состояние атома тория-229 (229Th), имеющее спин 3/2 и положительную четность (spin 3/2+). Последние измерения величины перехода в таких ядрах дают значение энергии около E ~ 10 электронвольт. В данной статье физик Евгений Ткаля теоретически рассмотрел, какую роль играет наложение граничных электромагнитных условий на атомы 229Th, и показал, что в некоторых случаях они позволяют замедлить переход (то есть уменьшить его вероятность) более чем в десять раз.

    В своей работе ученый рассматривает четыре различных типа граничных условий: окружение атома диэлектриком (изолятором), вложенного в вакуум или заполняющего полость в объеме металла, помещение атома в тонкую диэлектрическую пленку, прикрепленную к поверхности полупроводника, и, наконец, размещение атома в пустой металлической полости. Во всех случаях с диэлектриком физик предполагал, что энергетическая щель электронов проводимости была много больше энергии фотонов, которые излучаются при переходе между состояниями ядра, и внутренняя конверсия не происходила.

    В результате исследователь выяснил, что в первых двух конфигурациях множитель Парселла — величина, которая описывает, как сильно вероятность перехода уменьшается по сравнению с пустым пространством, — существенно зависит от радиуса диэлектрической сферы. В некоторых случаях вероятность падала более чем в пятьдесят раз — на рисунке таким событиям отвечает значение R/λ ≈ 4,5, где R — радиус сферы, а λ — длина электромагнитной волны, отвечающая энергии перехода. С другой стороны, помещение атома в пустую металлическую полость, радиус которой R ~ λ, практически не сказывалось на скорости процесса. Качественно автор объясняет отсутствие эффекта тем, что виртуальные фотоны, интерференция которых могла бы привести к изменению вероятности внутренней конверсии, затухают на гораздо меньших расстояниях. Наконец, в тонкой диэлектрической пленке вероятность тоже уменьшалась, причем ее зависимость от времени не подчинялась экспоненциальному закону.

    Таким образом, автор статьи заключает, что вероятность переходов между возбужденным и основным состоянием ядра тория-229 действительно можно контролировать, накладывая на него различные граничные условия. Этот эффект можно будет использовать в будущем для более аккуратного изучения свойств состояний, а также для создания точных ядерных часов.

    В начале этого месяца американские физики увеличили точность атомных часов почти в полтора раза — разработанные ими часы «уходят в сторону» не более чем на одну секунду за несколько сотен миллиардов лет. Чтобы добиться такой точности, ученые одновременно измеряли состояние не одного, а нескольких тысяч атомов стронция, упорядоченных с помощью лазера в трехмерную решетку. Впрочем, всегда стоит помнить, что существование абсолютно точных часов запрещено фундаментальными физическими законами: чем точнее они измеряют время, тем больше свободной энергии переходит в тепло, то есть тем быстрее увеличивается энтропия системы.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/03/22/Purcell-Th-229

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

22.03.2018
13:21

В Африке нашли признаки скорой глобальной катастрофы

21.03.2018
23:02

Philips начала практическое тестирование технологии Li-Fi – доступа в Интернет через световые волны

21.03.2018
22:58

IBM представила самый маленький в мире компьютер размером с крупинку соли

21.03.2018
22:51

Процессоры «Эльбрус» получили поддержку систем распознавания фото и видео

21.03.2018
22:48

Карбид кремния: в России нашли материал для сверхскоростной передачи информации

21.03.2018
22:04

Создан первый в мире квантовый «процессор» размером с один атом

21.03.2018
20:51

Мы по-прежнему не понимаем, почему время идет только вперед

21.03.2018
20:44

Беспилотные грузовики появятся на российских дорогах летом

21.03.2018
19:29

ЕКА запустит в 2028 году первый зонд для изучения атмосферы экзомиров

21.03.2018
17:31

Российские ученые создали наночастицы, избирательно убивающие бактерий

<< 251|252|253|254|255|256|257|258|259|260 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList