Две группы учёных впервые запустили ядерные часы в замкнутом контуре

Независимые группы из Венского центра квантовых наук и Университета Цинхуа опубликовали препринты на arXiv с описанием ядерных часов на основе тория-229, встроенного в кристаллы фторида кальция.

Ключевое отличие от результатов 2024 года и публикаций конца 2025 года — реализация петли обратной связи: лазер стабилизируется по ядерному переходу в режиме реального времени. Устройство не просто демонстрирует переход, а непрерывно отсчитывает время — это переводит систему из категории спектроскопии в категорию рабочих часов.

В 2024 году венская группа впервые локализовала ядерный резонанс тория, а в конце 2025 года почти дюжина групп из Китая, Европы, Японии и США практически собрала необходимые компоненты, но без замкнутого контура обратной связи. Теперь, чуть более чем через два года после первой локализации резонанса, есть уже работающий часовой механизм.

Обычные атомные часы (не ядерные) отсчитывают время по колебаниям электронов вокруг ядра атома — как правило, цезия или иттербия. Ядерные часы используют колебания самого ядра. Ядро окружено электронной оболочкой, которая экранирует его от внешних электромагнитных полей, поэтому ядерный переход значительно меньше подвержен помехам — температурным флуктуациям, магнитным полям, вибрациям. При этом кристалл с торием работает при комнатной температуре, тогда как системы на основе атомных часов требуют сложной инфраструктуры охлаждения и вакуума. Именно это и делает ядерные часы потенциально точнее и пригоднее для портативных устройств.

Венская группа также использовала часы для ограничения моделей сверхлёгкой тёмной материи, и эти ограничения уже конкурируют с лучшими атомными часами по чувствительности к взаимодействию с сильным ядерным взаимодействием.

Работа с ядром, а не с электронной оболочкой атома, делает такие часы менее чувствительными к внешним возмущениям — это открывает путь к портативным прецизионным хронометрам. Препринты пока не прошли рецензирование.

Венская группа (Toscani De Col et al.) — arXiv 2606.04997, китайская группа из Цинхуа (Beichen Huang et al.) — arXiv 2606.08870.

Вена: https://arxiv.org/abs/2606.04997

Цинхуа: https://arxiv.org/abs/2606.08870

Китайская группа из Цинхуа также реализовала ядерные часы путём стабилизации непрерывного VUV-лазера (148,4 нм) на ядерном переходе (arXiv) — это и есть замкнутый контур, просто в названии препринта это не вынесено явно в отличие от венского.

https://www.newscientist.com/article/2530094-first-working-nuclear-clock-heralds-a-new-era-in-timekeeping/