Alimlər ilk dəfə olaraq atom nüvəsini daha yüksək enerji səviyyəsinə qaldırmağa və onu əvvəlki vəziyyətinə qaytarmağa nail olublar. Nüvə fizikasında bu təməlqoyma addımı mövcud texnologiyalardan daha dəqiq alətlərin istehsalına yol aça bilər.

Lazerlərdən istifadə etməklə atomlar və molekullar enerji səviyyələri arasında keçid etmək olar. Bununla atomların və molekulların enerji səviyyələrini çox dəqiq şəkildə ölçmək mümkün olacaq.

Digər tərəfdən, lazerlə atom nüvəsində belə bir keçidin baş verməsi üçün çox böyük enerji tələb olunması və bunun müəyyən edilməsinin çox çətin olması bu addımın indiyə qədər atılmamasına ən böyük maneə idi.

“Physical Review Letters” elmi jurnalında dərc olunan araşdırmaya rəhbərlik edən Prof. Thorsten Şumm izah edir: “Atom nüvələri müxtəlif kvant vəziyyətləri arasında da keçə bilər. Amma atom nüvəsini bir vəziyyətdən digər vəziyyətə keçirmək üçün adətən çox daha çox enerji tələb olunur. Bu, atom və ya molekuldakı elektronların enerjisindən ən azı min dəfə çoxdur”.

Bu maneəni aradan qaldırmaq üçün tədqiqatçılar torium elementinin “torium-299” izotopundan istifadə etməyi seçdilər. Əvvəlki tədqiqatçıların da seçimi olan bu atom nüvəsində iki çox yaxın enerji vəziyyəti ehtiva etdiyi üçün cəlbedicidir.

“Torium-299” 1970-ci illərdən bəri enerji keçid tədqiqatlarında görkəmli yer tutur, lakin uzun müddət bu keçidin mövcudluğuna dair yalnız dolayı sübutlar var idi.

Şumm deyir: “Problem ondadır ki, lazer şüası ilə keçidi işə salmaq üçün keçid üçün lazım olan enerjini çox dəqiq bilmək lazımdır”.

Alimlər əvvəlki araşdırmalarda torium atomlarını bir-bir hədəflədiyi halda, yeni araşdırma aparan qrup trilyonlarla torium atomu olan kristallar düzəltdi. Çox sayda torium nüvəsi təsiri gücləndirir və ölçmə müddətini qısaldır, həmçinin enerji keçidinin aşkarlanması ehtimalını artırır.

21 noyabr 2023-cü ildə komanda məqsədinə nail oldu. Torium keçidi üçün lazım olan enerji miqdarı dəqiq müəyyən edildi və lazer nüvə enerjisi keçidini işə sala bildi.

Tədqiqatçılar ümid edirlər ki, yeni tapıntı atom saatlarından daha dəqiq olan nüvə saatlarına yol açacaq. Bundan əlavə, təkcə zaman deyil, həm də Yerin maqnit sahəsi çox daha dəqiq ölçülə bilər və təbiətdəki cazibə və işıq sürəti kimi sabitlərin həqiqətən sabit olub-olmadığını başa düşmək olar.

“Bizim ölçmə metodumuz yalnız başlanğıcdır”,  – Şumm deyib. “Bununla hansı nəticələr əldə edəcəyimizi hələ proqnozlaşdıra bilmərik. Bu, mütləq çox həyəcanlı olacaq”.