സമയമാപന സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ നിർണായക മുന്നേറ്റവുമായി ഓസ്ട്രിയയിലെയും ചൈനയിലെയും ശാസ്ത്രജ്ഞർ. ആറ്റത്തിന്റെ ന്യൂക്ലിയസിനുള്ളിലെ മാറ്റങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി പ്രവർത്തിക്കുന്ന ലോകത്തിലെ ആദ്യ പ്രവർത്തനക്ഷമായ ന്യൂക്ലിയർ ക്ലോക്ക് വികസിപ്പിച്ചതായാണ് ഗവേഷകർ അവകാശപ്പെടുന്നത്. വിയന്നയിലെ ടിയു വിയെൻ ബെയ്ജിങ്ങിലെ സിൻഹുവ സർവകലാശാല എന്നിവിടങ്ങളിലെ ഗവേഷകർ ഉൾപ്പെട്ട സംഘങ്ങളുടെ പഠനങ്ങളാണ് ‘നേച്ചർ’ ജേണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്.
നിലവിലെ ആറ്റോമിക് ക്ലോക്കുകളിൽ ആറ്റത്തിന് ചുറ്റുമുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഊർജ്ജനിലകളിലുണ്ടാകുന്ന മാറ്റങ്ങളാണ് സമയം കൃത്യമായി നിർണയിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. എന്നാൽ പുതിയ ന്യൂക്ലിയർ ക്ലോക്ക് ഇതിൽനിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി ആറ്റത്തിന്റെ കേന്ദ്രഭാഗമായ ന്യൂക്ലിയസിലുണ്ടാകുന്ന മാറ്റങ്ങളെയാണ് സമയത്തിന്റെ മാനദണ്ഡമാക്കുന്നത്.
റേഡിയോ ആക്ടീവ് ഐസോടോപ്പായ തോറിയം-229 ആണ് പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ അടിസ്ഥാനം. വളരെ കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കുന്ന അൾട്രാവയലറ്റ് ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് തോറിയം-229 ന്യൂക്ലിയസിനെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുകയും അതിൽ സംഭവിക്കുന്ന പ്രത്യേക ഊർജ്ജമാറ്റം നിരീക്ഷിക്കുകയും ചെയ്താണ് ക്ലോക്ക് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്.
ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും കൃത്യതയുള്ള സമയമാപിനികളിൽ ഒന്നാണ് ആറ്റോമിക് ക്ലോക്കുകൾ. എന്നാൽ ഇലക്ട്രോണുകളിലെ മാറ്റങ്ങൾ ബാഹ്യ വൈദ്യുത, കാന്തിക മേഖലകൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള പരിസ്ഥിതി ഘടകങ്ങളാൽ സ്വാധീനിക്കപ്പെടാൻ സാധ്യതയുണ്ട്.
ന്യൂക്ലിയസിനുള്ളിലെ മാറ്റങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കുന്നതിനാൽ ഇത്തരം ബാഹ്യ ഇടപെടലുകളിൽനിന്ന് കൂടുതൽ സംരക്ഷിതമായ സമയമാപന സംവിധാനം വികസിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെന്നാണ് ഗവേഷകരുടെ പ്രതീക്ഷ. അതുവഴി നിലവിലെ ആറ്റോമിക് ക്ലോക്കുകളേക്കാൾ കൂടുതൽ സ്ഥിരതയും കൃത്യതയും കൈവരിക്കാനാകുമോ എന്നതാണ് ഇനി പരിശോധിക്കേണ്ടത്.
അത്യന്തം കൃത്യമായ സമയമാപനം ഇന്ന് നിരവധി സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ അടിസ്ഥാന ഘടകമാണ്. സാറ്റലൈറ്റ് നാവിഗേഷൻ, ടെലികമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ, സാമ്പത്തിക ഇടപാടുകൾ, ഡാറ്റാ നെറ്റ്‌വർക്കുകളുടെ ഏകോപനം തുടങ്ങിയ സംവിധാനങ്ങൾ കൃത്യമായ സമയസൂചനകളെ ആശ്രയിച്ചാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്.
ന്യൂക്ലിയർ ക്ലോക്ക് സാങ്കേതികവിദ്യ കൂടുതൽ വികസിപ്പിക്കാൻ കഴിഞ്ഞാൽ ഇത്തരം സംവിധാനങ്ങളുടെ കൃത്യത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനൊപ്പം നിലവിലുള്ള ചില സമയമാപന സംവിധാനങ്ങൾക്ക് പകരം വലുപ്പം കുറഞ്ഞതും കൂടുതൽ കരുത്തുറ്റതുമായ ഉപകരണങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കാനും സാധ്യതയുണ്ട്.
പുതിയ ക്ലോക്കിന്റെ പ്രാധാന്യം സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ മാത്രം ഒതുങ്ങുന്നില്ല. അടിസ്ഥാന ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലും ഇത് പുതിയ സാധ്യതകൾ തുറക്കുന്നു.
അൾട്രാലൈറ്റ് ഡാർക്ക് മാറ്ററുമായുള്ള ഇടപെടൽ മൂലം തോറിയം-229 ന്യൂക്ലിയസിലെ പ്രത്യേക ഊർജ്ജമാറ്റത്തിൽ ഉണ്ടാകാവുന്ന വളരെ ചെറിയ വ്യതിയാനങ്ങൾ കണ്ടെത്താൻ വിയന്നയിലെ ഗവേഷകസംഘം ഈ ക്ലോക്ക് ഉപയോഗിച്ചു. പരീക്ഷണത്തിൽ ഡാർക്ക് മാറ്ററിന്റെ നേരിട്ടുള്ള തെളിവുകൾ ലഭിച്ചില്ലെങ്കിലും, അത്യന്തം സൂക്ഷ്മമായ മാറ്റങ്ങൾ കണ്ടെത്താൻ കഴിയുന്ന നിലവാരത്തിലുള്ള കൃത്യത കൈവരിക്കാൻ ന്യൂക്ലിയർ ക്ലോക്കിന് സാധിക്കുമെന്ന് പഠനം തെളിയിച്ചു.
പ്രപഞ്ചത്തിലെ ദ്രവ്യത്തിന്റെ വലിയൊരു ഭാഗം ഡാർക്ക് മാറ്ററായിരിക്കാമെന്നാണ് ശാസ്ത്രലോകത്തിന്റെ നിലവിലെ ധാരണ. എന്നാൽ ഇതുവരെ നേരിട്ട് കണ്ടെത്താൻ കഴിയാത്ത ഈ ഘടകത്തെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ മനസ്സിലാക്കാൻ പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ആവശ്യമാണ്. അതിനാൽ ന്യൂക്ലിയർ ക്ലോക്ക് ഭാവിയിൽ ഡാർക്ക് മാറ്ററിനെയും സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡലിന് അപ്പുറത്തുള്ള ഭൗതിക പ്രതിഭാസങ്ങളെയും അന്വേഷിക്കുന്ന ഒരു പുതിയ ഉപകരണമായി മാറിയേക്കാം.
ഈ നേട്ടത്തിന്റെ മറ്റൊരു പ്രത്യേകത വ്യത്യസ്ത പരീക്ഷണരീതികൾ ഉപയോഗിച്ച് രണ്ട് ഗവേഷകസംഘങ്ങൾ സ്വതന്ത്രമായി ന്യൂക്ലിയർ ക്ലോക്ക് സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ മുന്നേറിയതാണ്. തോറിയം-229 അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ക്ലോക്കുകൾ ഒരു പരീക്ഷണരീതിയിൽ മാത്രം ആശ്രയിക്കേണ്ടതില്ലെന്ന സാധ്യതയാണ് ഇത് മുന്നോട്ടുവയ്ക്കുന്നത്.
പതിറ്റാണ്ടുകളായി ശാസ്ത്രലോകം ലക്ഷ്യമിട്ടിരുന്ന ന്യൂക്ലിയസിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കൃത്യമായ സമയമാപനം ഇപ്പോൾ പ്രവർത്തനക്ഷമമായ സാങ്കേതികവിദ്യയായി മാറിയിരിക്കുകയാണ്. എന്നിരുന്നാലും ഇത് ഇപ്പോഴും വികസനത്തിന്റെ ഘട്ടത്തിലാണ്. കൂടുതൽ കൃത്യതയും സ്ഥിരതയും കൈവരിക്കുകയും ഉപകരണത്തെ പ്രായോഗിക ഉപയോഗത്തിനായി ചെറുതാക്കുകയും ചെയ്യുക എന്നതാണ് അടുത്ത വെല്ലുവിളി. അത് സാധിച്ചാൽ, ന്യൂക്ലിയർ ക്ലോക്ക് ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും കൃത്യമായ സമയമാപിനികളിലൊന്നായി മാറുന്നതിനൊപ്പം പ്രപഞ്ചത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന അടിസ്ഥാന നിയമങ്ങളിൽ ഇതുവരെ കണ്ടെത്താത്ത സൂക്ഷ്മ മാറ്റങ്ങൾ തിരിച്ചറിയാനുള്ള പുതിയ വാതിലും തുറന്നേക്കാം.
Scientists have developed the world’s first nuclear clock based on changes within an atomic nucleus. With the potential to achieve greater accuracy and stability than existing atomic clocks, the technology could open up new possibilities in physics and various technological applications.