Физики из Китая запустили ядерные часы на тории-229. В их прототипе ультрафиолетовый лазер непрерывно подстраивается под переход в ядерном состоянии, а не в электронной оболочке, что снижает чувствительность к внешним помехам. Работа опубликована в Nature. Лабораторный прототип построен на самодельно выращенных кристаллах тория-229, собранных в Институте или в Академическом кампусе Университета Цинхуа под руководством Шицяня Дина и его коллег. Ультрафиолетовая волна с длиной 148,4 нанометра генерируется смешением двух лучей в парах кадмия, нагретых до 600 градусов Цельсия; выходная мощность — около 10 микроватт, а ширина линейного отклика оценивается авторами менее одного Герца. По принципу наблюдения перехода ядра, а не внешней оболочки, кристалл поглощает около 0,01 процента падающего света на резонансе, что позволяет лазеру слегка подстроить частоту и определить направление смещения.

С общими результатами отмечено, что переход в кристалле расщеплялся на пять узких линий, что свидетельствует о наличии предполагаемого D‑центра и потенциала системы к более низкой нестабильности. Переход с фотоумножителя на фототрубку, выбор более прозрачного второго кристалла, который пропускает 7 процентов ультрафиолета вместо 1 процента, и доводка режима снизили нестабильность с примерно 1×10^-11 до 5×10^-13. За секунду частота лазера в среднем отклоняется от резонанса на около 5×10^-13 дробной единицы, а часы отстают менее чем вдвое от того предела дробового шума, который задаёт этот режим.

Сравнение двух кристаллов показало, что их частоты перехода различаются на 2,8×10^-13, что согласуется с результатами американской лаборатории JILA, где измеряли другие кристаллы другим методом. По всей видимости, ядерные часы воспроизводятся от кристалла к кристаллу, что на этой основе может служить основой для создания компактных приборов.

Авторы подчёркивают, что наблюдения дают возможность создания небольших ядерных часов, обладающих высокой воспроизводимостью от кристалла к кристаллу, и это специально подчёркнуто как потенциал для последующих разработок компактной техники. В тексте рассматриваются и контекстные выводы, что переход в кристалле расщеплялся на несколько узких линий, и что такая система может соответствовать более низкой нестабильности по сравнению с другими реализациями. Однако в целом формулировки сохраняют осторожность и не следует переоценивать масштабы ближайших технологических применений.