ساعت‌های اتمی با تکیه بر عملکردهای درونی هسته اتم، قابلیت ثبت زمان را دارند. «اولگا کوچاروفسکایا»، فیزیکدان فعال در دانشگاه «ای اند ام» تگزاس، این تحول را به عنوان یک دستاورد بارز توصیف نمود.
بر اساس گزارش ایرنا و به نقل از ساینس نیوز، ساعت‌های هسته‌ای نسبت به ساعت‌های اتمی که به عنوان دقیق‌ترین ابزار زمان‌سنجی شناخته می‌شوند، می‌توانند ساده‌تر و قابل حمل‌تر باشند. علاوه بر این، این ساعت‌ها پتانسیل استفاده در آزمایش نظریه‌های بنیادین فیزیک را از شیوه‌های نوین فراهم می‌آورند. با این یافته‌های نوین، به نظر می‌رسد دستیابی به ساعت‌های هسته‌ای از همیشه نزدیک‌تر شده است.
فیزیکدان «پتیر تیرولف» از دانشگاه «لودویگ» مونیخ در آلمان تصریح نمود: اکنون ما درک می‌کنیم که مبادرت به تولید ساعت‌های هسته‌ای از نظر مفهومی امکان‌پذیر است.
ساختار ساعت‌های اتمی بر اساس فیزیک الکترون‌ها در اطراف اتم‌ها بنا شده است. این الکترون‌ها در سطوح خاص انرژی قرار دارند و برای تحریک یک الکترون به سطح انرژی بالاتر، نیاز به مقدار مشخصی انرژی از یک لیزر است. این انرژی باید با فرکانس خاصی از نور لیزر مطابقت داشته باشد.
به منظور بهینه‌سازی عملکرد، دانشمندان لیزر را به سمت گروهی از اتم‌ها نشانه‌گذاری کرده و فرکانس آن را تغییر می‌دهند تا زمانی که الکترون‌ها به جهش بپردازند. این فرکانس سپس به عنوان یک معیار اتمی برای ثبت زمان عمل می‌کند.
در ساعت‌های هسته‌ای برای تعیین زمان، به جای استفاده از الکترون‌ها، بر انتقال هسته اتم تکیه می‌شود. در حالی که اکثر هسته‌های اتم دارای سطوح انرژی به‌طرز قابل توجهی متفاوتی هستند و نمی‌توان با لیزر آن‌ها را تحریک کرد، یک نوع خاص از هسته اتم وجود دارد که متفاوت است. گونه‌ای از عنصر «توریوم» با عنوان «توریوم -۲۲۹» دارای جهش انرژی اندکی است که می‌توان به وسیله لیزر به آن دست یافت.
علمای علوم تا به حال، اندازه‌گیری دقیقی از این جهش نداشتند. با این حال، در سال ۲۰۲۳، محققان با دقت بیشتری ظرفیت این اندازه‌گیری‌ها را به عهده گرفتند و این امر به آنان این امکان را داد که گام بعدی را بردارند.
محققان با استفاده از یک لیزر به جهش هسته اتم مذکور به یک سطح بالاتر از انرژی اقدام کرده و نور منتشر شده را بررسی کردند. در این آزمایش، مقدار انرژی انتقال یافته در حدود ۸.۳۵۵۷۴ الکترون ولت اندازه‌گیری شد که با داده‌های به دست آمده در سال ۲۰۲۳ همخوانی داشت. به منظور ایجاد یک ساعت هسته‌ای، دانشمندان باید دقت این اندازه‌گیری را به مراتب افزایش دهند.
به دلیل آن‌که ساعت‌های هسته‌ای بر اساس فیزیک متفاوتی ساخته شده‌اند، مقایسه این دو نوع ساعت‌سنج می‌تواند افق‌های تازه‌ای برای مطالعات بر روی فیزیک بنیادین فراهم آورد.