В Национальном исследовательском ядерном университете «МИФИ» активно ведется работа над созданием инновационной системы спектроскопии для ядер тория-229. Этот проект, заказчиком которого выступает Российский федеральный ядерный центр — Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, имеет целью создание лабораторного макета ядерных часов на основе изотопа тория-229. Руководитель проекта, заведующий кафедрой «Физико-технические проблемы метрологии» Петр Борисюк, подробно рассказывает о процессе создания этой системы, которая базируется на крио-кристаллах криптона и ксенона. Эти благородные газы, охлаждаемые до криотемпературы, переходят сначала в жидкое состояние, а затем кристаллизуются, что позволяет создать лазер для спектроскопии ядер тория-229.
Проект направлен на развитие сверхточных ядерных часов нового поколения, где в качестве маятника используется ядерный переход в изотопе тория-229. Этот переход представляет собой низколежащее изомерное состояние, самое низкоэнергетическое среди известных ядерных состояний. Согласно последним данным, длина волны его излучения составляет примерно 148 нанометров, и она была точно измерена зарубежными учеными.
Для дальнейшей работы необходимо провести независимое измерение энергии этого ядерного состояния. Ученые из МИФИ планируют использовать лазер, способный попасть в резонанс линии возбуждения ядра тория-229. Это позволит при распаде возбужденных ядер регистрировать гамма-фотоны, что подтвердит возбуждение ядер и соответствие частоты лазера энергии резонансного поглощения.
Сейчас в России отсутствуют источники лазерного излучения на необходимую длину волны, поэтому в МИФИ встает задача создать такую систему самостоятельно. По словам Петра Борисюка, «создание этой системы спектроскопии станет первой ступенью реализации ядерного стандарта времени и частоты, или ядерного гравиметра». Это событие вероятно станет важным этапом в развитии метролого-часовой отрасли России.
