أفادت وكالة TASS في 1 أغسطس أن تطوير الساعة النووية (nuclear clock) سيرفع دقة أنظمة الملاحة الفضائية المستقبلية، ويمكنه قياس سلسلة من الثوابت الأساسية بما في ذلك ثابت الجاذبية بدقة عالية، مما يتيح اختبار أسس التأثيرات الكونية للنسبية العامة. أعلن ذلك مكتب الأنباء في مركز ساروف الوطني للفيزياء والرياضيات (NCPM).

الساعة النووية أصغر حجمًا وأكثر استقرارًا ودقة من الساعة الذرية، وترتبط دقتها مباشرة بتحسين دقة أنظمة الملاحة الفضائية مثل GPS وGLONASS. يمكن لمعايير التردد عالية الدقة تسجيل العلاقة بين تردد الانتقال وحقل الجاذبية، واستخدام معايير التردد على الأقمار الصناعية لقياس حقل جاذبية الأرض. قال الدكتور في العلوم الفيزيائية والرياضية، رئيس قسم المترولوجيا الفيزيائية والمشكلات التقنية في معهد موسكو للهندسة الفيزيائية التابع لجامعة الطاقة النووية الوطنية، والمسؤول عن مشروع ساعة الثوريوم، بيتر بوريشوك: إن المعيار الترددي النووي يمكنه أيضًا حل مشكلات الفيزياء الأساسية، خاصة قياس بعض الثوابت الأساسية (مثل ثابت التركيب الدقيق وثابت الجاذبية) بدقة عالية، مما يختبر أسس التأثيرات الكونية للنسبية العامة.

أشار بيتر بوريشوك أيضًا إلى أن استخدام تقنيات الأقمار الصناعية هذه يمكن أن يحقق الكشف عن بعد عن الرواسب المعدنية وحقول الغاز الطبيعي المكثف، ورسم خرائط ملاحة عالية الدقة لمستوى سطح البحر، وحل المهام العسكرية والمدنية.

قال مدير العلوم في المركز الوطني للطاقة النووية (NCFM)، وعضو أكاديمية العلوم الروسية ألكسندر سيرغييف: إن تطوير الساعات الذرية والنووية يقع في طليعة البحث العلمي. المعيار الترددي المعترف به عالميًا حاليًا هو ساعة السيزيوم الذرية، التي تعتمد على انتقال الإلكترون بين مستويين طاقيين في الهيكل فائق الدقة لذرة السيزيوم-133 لإعادة إنتاج وحدة قياس التردد. على عكس انتقال مستويات الطاقة الإلكترونية، يحمي انتقال النواة من تأثير الغلاف الإلكتروني من التأثيرات الخارجية، مما يرفع دقة القياس بعدة درجات.

أضاف ألكسندر سيرغييف أن أكثر الخيارات وعدًا لبناء ساعة نووية هو انتقال النواة المتساوي الشكل في نظير الثوريوم-229، بطاقة حوالي 8.3 eV، وتردد في منطقة الأشعة فوق البنفسجية الفراغية، والتي يمكن الوصول إليها بمصادر الليزر الحالية. يجري العمل البحثي في هذا المجال ضمن إطار الخطة العلمية للمركز الوطني للطاقة النووية، بالتعاون مع العلماء بدعم من شركة Rosatom الوطنية للطاقة النووية.

وفقًا لألكسندر سيرغييف، تتسابق فرق البحث الرائدة في العالم لاستكشاف طرق تصنيع الساعة النووية. على الرغم من اقتراح فكرة استخدام انتقال النواة المتساوي الشكل في الثوريوم-229 لبناء ساعة ذرية منذ فترة طويلة، إلا أن العلماء لم يحققوا نجاحًا عمليًا في هذا الاتجاه إلا في عام 2024.