최초로 작동하는 핵시계가 등장했다. 원자핵과 빛의 상호작용을 관찰해 시간을 측정하는 이 기술은 암흑물질 탐지와 우주의 근본적인 물리 현상 연구에 활용될 수 있다.

과학자들은 70년 넘게 전자가 에너지 상태 사이를 이동하는 과정을 추적하는 원자시계를 사용해 왔다. 원자시계는 GPS 같은 기술과 공간에 따라 시간이 다르게 흐른다는 사실을 보여준 실험에 기여했다.

핵시계는 원자보다 약 10만 배 작은 원자핵을 이용한다. 연구팀은 원자핵이 외부 전기장의 영향을 덜 받으므로 원자시계보다 신뢰성이 높아질 수 있다고 설명한다. 핵시계는 암흑물질의 존재를 감지하는 데도 쓰일 가능성이 있다.

이번 연구는 원자핵으로 정밀한 시계를 만들 수 있다는 2003년 제안에 기반을 둔다. 연구진은 에너지 상태가 낮아 전이를 추적하기 쉬운 토륨-229를 시계 재료로 사용했다. 다만 이번 핵시계는 시간을 유지할 수 있지만, 가장 뛰어난 원자시계보다 안정성이 낮다. 연구팀은 더 강력한 레이저를 사용하는 등 후속 연구로 이 문제를 개선할 수 있다고 밝혔다.

연구 결과는 Nature에 발표된 ‘A thorium-229 optical nuclear clock with feedback loop’와 ‘A nuclear clock synchronized to 229Th’ 두 논문에 담겼다.