ما ساعة الثوريوم 229 النووية؟ وما استخداماتها؟

حدث تقدم كبير في الفيزياء الذرية مع تطوير أول ساعة نووية، حيث حققت هذه الساعة، التي تعتمد على نواة الثوريوم 229، مستوى من الدقة يمكن أن يساعد في اختبار ما إذا كانت الثوابت الأساسية للفيزياء تتغير بمرور الوقت، وقد تم تحقيق هذا التقدم الملحوظ من قبل فريق بحثي بقيادة جون يي، وهو فيزيائي بارز في JILA، بولدر، كولورادو.

الاكتشاف

في ليلة بارزة في مايو 2024، اكتشف طالب الدراسات العليا تشوانكون تشانج في JILA إشارة طويلة الأمد من نواة الثوريوم 229، مما يمثل لحظة رئيسية في البحث عن ساعة نووية، وقد احتفل تشانج وزملاؤه في المختبر بالإشارة، التي تُظهر النواة وهي تتحول بين حالتين، بعد التحقق الدقيق، وقد تأثر جون يي، المعروف بعمله في إنشاء أكثر ساعة ذرية دقة في العالم، حتى البكاء عند رؤية النتائج.

أهمية الساعة النووية

إن الخصائص الفريدة لنواة الثوريوم 229 تجعلها حساسة بشكل استثنائي للتغيرات في الثوابت الأساسية للطبيعة، هذه الثوابت، مثل سرعة الضوء وثابت الجاذبية، أساسية لفهمنا للكون، إن القياس الدقيق لانتقال الثوريوم 229، والذي هو أكثر دقة بمليون مرة من المحاولات السابقة، يمكن أن يكشف ما إذا كانت هذه الثوابت تتغير بمرور الوقت.

السياق العلمي

إن اكتشاف الساعة النووية للثوريوم 229 متجذر في أبحاث سابقة، وفي سبعينيات القرن العشرين، اكتشف العلماء الحالة النووية غير العادية للثوريوم 229، والتي تتطلب طاقة أقل لإثارتها مقارنة بالنوى الأخرى، وهذه الخاصية تجعلها مرشحًا رئيسيًا لساعة شديدة الحساسية يمكنها اختبار استقرار الثوابت الأساسية.

التداعيات المستقبلية

يفتح هذا الاختراق آفاقًا جديدة لاستكشاف الفيزياء الأساسية، وأشار باحثون مثل إريك هدسون من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، وهانا ويليامز من جامعة دورهام، إلى أن دقة الساعة النووية للثوريوم 229 قد تسمح للعلماء في نهاية المطاف باكتشاف تغييرات دقيقة في القوانين الفيزيائية لم يكن من الممكن اكتشافها من قبل.