Тик-так, часики идут, а стрелки — атомы. На IV Всероссийской школе НЦФМ по физике высоких энергий, ядерной физике и ускорительной технике молодые ученые обсудили создание новых атомных часов и отечественных ускорительных установок.
Среди тем школы — адронная фотоника и адрогенез, физика тяжелых кварков, ядерная физика и астрофизика, машинное обучение. Также участники школы обсудили с экспертами постановку и результаты новейших экспериментальных исследований на существующих ускорителях, познакомились с проектом создания источника комптоновского излучения (ИКИ) в НЦФМ.
«Скоро на научном ландшафте нашей страны появится несколько крупных установок: Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ) в наукограде Кольцово и сверхпроводящий коллайдер протонов и тяжелых ионов NICA (Объединенный институт ядерных исследований, Дубна). Надеемся, что в 2031 году, а в идеале раньше, начнутся эксперименты на сверхъярком источнике комптоновского излучения, который создается силами научной кооперации НЦФМ. Для всех вас это гигантский шанс для научного развития, потому что это новая физика, новая, красивая, большая наука», — отметил директор Института ядерной и радиационной физики РФЯЦ-ВНИИЭФ, академик РАН Николай Завьялов.
Также в рамках научной школы НЦФМ прошел семинар «Атомные и ядерные часы». Ученые обсудили работы в России и мире по созданию инструментов сверхточного измерения времени с помощью атомных и ядерных часов. Сейчас общепризнанным международным эталоном частоты являются цезиевые атомные часы, воспроизводящие единицу измерения частоты на основе перехода электронов между двумя уровнями сверхтонкой структуры в атоме цезия-133. Наивысшая достигнутая относительная точность атомных часов составляет около 2∙10–16. В отличие от переходов между электронными уровнями, ядерные переходы защищены от внешнего воздействия электронной оболочкой, что позволяет повысить точность измерений на несколько порядков.
«В настоящее время наиболее перспективным для построения ядерных часов выглядит изомерный переход в ядре изотопа торий-229 с энергией около 8,3 эВ, частота которого находится в области вакуумного ультрафиолета и доступна для имеющихся на сегодняшний день лазерных источников. Исследовательские работы в этом направлении ведутся силами кооперации ученых в рамках научной программы НЦФМ при поддержке госкорпорации «Росатом», — отметил научный руководитель НЦФМ, академик РАН Александр Сергеев.
Проект по созданию ториевых часов в рамках научной кооперации НЦФМ возглавляет заведующий кафедрой «Физико-технические проблемы метрологии» МИФИ Петр Борисюк. Он рассказал о мировых результатах экспериментальных и теоретических работ в области прецизионных исследований оптических атомных и ядерных спектров единичных ионов, а также экспериментальной базе для разработки оптического стандарта частоты нового поколения на основе ядерного перехода в ионах тория-229. Ожидаемая точность нового ядерного стандарта частоты (или времени) составит около 10–20, что открывает необычайно широкие перспективы во многих областях науки, технологии и экономики.
«Помимо того, что ядерные часы станут более миниатюрными и стабильными по сравнению с атомными, они будут еще и более точными. С их точностью непосредственно связано повышение точности навигационных спутниковых систем. Высокая точность стандарта частоты может позволить регистрировать зависимость частоты перехода от гравитационного поля: измерять гравитационное поле Земли с использованием стандарта частоты, находящегося на спутнике. Технические средства с такими часами позволят проводить дистанционное обнаружение залежей полезных ископаемых, нефтяных и газоконденсатных месторождений, разрабатывать высокоточные геоидные навигационные карты. Ядерный стандарт частоты также позволит решать задачи фундаментальной физики, в частности измерить с высокой точностью ряд фундаментальных констант и тем самым проверить основы космологических эффектов общей теории относительности», — отметил руководитель проекта по созданию ториевых часов в рамках научной кооперации НЦФМ Петр Борисюк.
В IV Всероссийской школе НЦФМ по физике высоких энергий, ядерной физике и ускорительной технике приняли участие более 80 участников из Москвы, Санкт-Петербурга, Дубны, Калининграда, Гатчины, Новосибирска, Казани, Томска, Снежинска, Нижнего Новгорода, Сарова. Школа по физике высоких энергий и ускорительной технике НЦФМ прошла с 28 июня по 1 августа 2025 года при поддержке «Росатома».
Фотографии с мероприятия можно найти по ссылке.
