Ядерные часы впервые заработали: что сделали в Вене и Пекине и зачем это нужно
Первоисточник: Nature · событие
Короткий ответ: 7 октября 2026 года журнал Nature опубликовал две независимые работы о первых работающих ядерных часах. Команды из Венского технического университета (вместе с немецким метрологическим институтом PTB и другими) и из Университета Цинхуа (вместе с институтами Академии наук Китая) научились постоянно подстраивать лазер по переходу в ядре тория-229. Ядра встроены в кристалл фторида кальция размером в миллиметры и работают при комнатной температуре. По стабильности часы пока уступают лучшим атомным, но сама идея, которую обсуждали с 2003 года, впервые воплощена в работающем приборе.
Главное:
- Две группы, один день: Вена (Toscani De Col и др.) и Пекин (Huang и др.), обе статьи — Nature, 07.10.2026.
- Как устроено: лазер с длиной волны 148 нм «привязан» к переходу в ядре тория-229; ядра — в кристалле CaF₂ при комнатной температуре.
- Стабильность: 3·10⁻¹² за секунду у венских часов (около 10⁻¹⁵ за сутки работы), 5·10⁻¹³ за секунду — у пекинских.
- Первый научный результат: венская группа уже использовала часы для поиска тёмной материи.
- Спрос в России: «ядерные часы» ищут 3 469 раз в месяц (Вордстат, 08.10.2026).
Что произошло
Обычные атомные часы — основа GPS, ГЛОНАСС, связи и определения секунды — считают время по переходам электронов в атомах. Ещё в 2003 году физики предложили использовать переход в ядре тория-229: у него необычно низкая энергия (около 8,4 эВ), и его можно возбудить лазером ультрафиолетового диапазона. Ядро в десятки тысяч раз меньше атома и почти не чувствует внешних полей, поэтому такие часы обещают быть устойчивее к помехам.
Путь занял больше 20 лет: только в 2024 году ядра тория впервые возбудили лазером, а в 2025-м появились лазеры непрерывного действия на 148 нм. Теперь обе группы замкнули петлю обратной связи: лазер не просто светит на ядра, а сам подстраивается по их отклику — это и есть часы.
| Вена (TU Wien, PTB и др.) | Пекин (Цинхуа, АН Китая и др.) | |
|---|---|---|
| Статья | «A thorium-229 optical nuclear clock with feedback loop» | «A nuclear clock synchronized to ²²⁹Th» |
| Носитель | Кристалл CaF₂ с торием-229, комнатная температура | Кристаллы CaF₂ с торием-229 |
| Стабильность за 1 с | 3·10⁻¹² | 5·10⁻¹³ |
| Особенность | Сверка с атомными часами на ионе иттербия; поиск тёмной материи | Два независимо выращенных кристалла дали совпадающую частоту с точностью 10⁻¹³ |
Почему это важно
Сравнение частот — самое точное измерение в физике. Переход в ядре тория-229 особенно чувствителен к возможным изменениям фундаментальных констант, поэтому даже первые, ещё несовершенные ядерные часы уже конкурируют с лучшими атомными в поиске сверхлёгкой тёмной материи. Венская группа сообщает, что её ограничения на связь тёмной материи с сильным взаимодействием превзошли прежние измерения.
Второй выигрыш — компактность. Атомные часы рекордной точности занимают лабораторный стол и требуют охлаждения атомов лазерами. Здесь «часовой механизм» — твердотельный кристалл при комнатной температуре, и, по оценке авторов, нестабильность можно улучшить на несколько порядков.
Что это значит для читателя
Напрямую в жизни ничего не меняется: это лабораторные приборы. Но точное время — инфраструктура, от которой зависят навигация, связь и финансовые системы, поэтому компактные и устойчивые к помехам часы в будущем могут оказаться в спутниках и наземных станциях. Это наша оценка перспективы, а не обещание авторов.
У России в этой теме есть своя история. По сообщению МИФИ от 25.06.2026, экспериментальный проект по торию-229 идёт в университете с 2012 года, после перерыва в финансировании его поддерживает научный центр в Сарове; теорию перехода много лет разрабатывает профессор МИФИ и сотрудник ФИАН Евгений Ткаля. В двух статьях Nature, опубликованных 7 октября, российских соавторов нет — работающие часы первыми собрали в Австрии и Китае.
Честное ограничение. Препринт пекинской работы появился в архиве arXiv ещё в июне 2026 года, а МИФИ тогда же писал о первых запусках ториевых часов в мире; 7 октября — дата рецензируемой публикации в Nature. Цифры стабильности — из аннотаций статей; сравнивать их напрямую нельзя, у групп разная методика. Сведения о российском проекте — по сообщению МИФИ, независимо мы их не проверяли.
Читать рядом: Нобелевка по физике 2026: нейтрино, пойманные во льду · Физики показали: «идеальные» системы оказываются хрупкими
Материал носит информационный характер и не является финансовой, юридической или инвестиционной рекомендацией и публичной офертой. Цены и условия верны на дату проверки 8 октября 2026 и могут измениться — сверяйте их на сайте сервиса перед оплатой. Решения вы принимаете самостоятельно. Правовая информация.
Частые вопросы
Чем ядерные часы отличаются от атомных?
Атомные часы отсчитывают время по переходу электронов между уровнями энергии в атоме. Ядерные — по переходу в самом ядре атома, в данном случае тория-229. Ядро гораздо меньше и лучше защищено от внешних помех — магнитных полей, температуры, электрических шумов, поэтому такие часы в перспективе могут стать точнее и компактнее атомных.
Ядерные часы уже точнее атомных?
Пока нет. Нестабильность первых ядерных часов — 3·10⁻¹² и 5·10⁻¹³ за секунду усреднения; лучшие атомные часы заметно стабильнее. Ценность результата в другом: доказано, что лазер можно постоянно «держать» по переходу в ядре — то есть ядерные часы реально работают. Авторы венской работы ожидают улучшения на несколько порядков в будущих приборах.
Работают ли над ядерными часами в России?
Да. По сообщению МИФИ от 25 июня 2026 года, в университете с 2012 года идёт экспериментальный проект по торию-229, сейчас его поддерживает научный центр в Сарове. Теоретические работы по этому переходу ведёт профессор МИФИ и сотрудник ФИАН Евгений Ткаля. В опубликованных 7 октября статьях Nature российских авторов нет.