Jam nuklir memanfaatkan inti atom untuk mengukur waktu

Tim independen di Wina dan Beijing telah membangun jam nuklir yang berfungsi dengan memanfaatkan perubahan energi di dalam inti atom untuk mengukur waktu. Prototipe ini belum mengungguli jam atom terbaik, tetapi mendemonstrasikan teknologi yang telah diupayakan para fisikawan selama hampir 50 tahun.

Kedua perangkat yang dijelaskan dalam jurnal Nature ini menggunakan laser dan torium-229, suatu bentuk torium yang ditanamkan dalam kristal. Jam atom konvensional mengandalkan perubahan energi yang melibatkan elektron. Sebaliknya, jam nuklir menggunakan perubahan di dalam inti atom, yang kurang peka terhadap gangguan dari luar. Di sini, istilah “nuklir” merujuk pada mekanisme pengukuran waktu, bukan sumber energi berbasis fisi atau fusi.

Jam Wina mampu mempertahankan kestabilannya selama lebih dari 24 jam tanpa intervensi. Presisi yang terukur setara dengan penyimpangan sekitar satu detik dalam 30 juta tahun. Sebagai perbandingan, jam atom konvensional terbaik hanya akan maju atau mundur satu detik dalam rentang miliaran tahun.

Potensinya melampaui pengukuran waktu. Dalam eksperimen pencarian materi gelap, perangkat Wina menunjukkan kinerja setara dengan jam atom terbaik, meskipun tidak mendeteksi materi gelap. Para peneliti berharap versi yang lebih baik akan memungkinkan pengujian fisika fundamental yang lebih teliti. Kedua tim juga memiliki keunggulan yang saling melengkapi: kristal torium Wina memiliki sifat optik yang lebih baik dan konsentrasi torium yang lebih tinggi, sedangkan laser Beijing lebih kuat. Hal ini menunjukkan jalur praktis untuk meningkatkan kinerja.