Использование ядерных переходов (вместо атомных), экранированных от внешнего окружения электронной оболочкой и поэтому гораздо менее чувствительных к внешним возмущениям, позволило бы повысить точность измерений на несколько порядков. К сожалению, типичные энергии ядерных переходов находятся в диапазоне от кэВ до МэВ, в котором отсутствуют источники когерентного излучения. Уникальным исключением является изомерный уровень в изотопе тория-229, энергия которого, по последним данным, находится в области вакуумного ультрафиолета (~8 эВ) и, в принципе, доступна имеющимся на сегодняшний день лазерным источникам. 

Разработка оптического ядерного стандарта частоты с точностью ~10^-20 откроет необычайно широкие перспективы его использования во многих областях науки, технологии и экономики. Например, повышение точности навигационных спутниковых систем (GPS, ГЛОНАСС) непосредственно связано с точностью используемых стандартов частоты. Так, ошибка находящихся на спутнике «часов» всего на 1 нс приводит к ошибке позиционирования в 30 см.

Высокая точность стандарта частоты может позволить регистрировать зависимость частоты перехода от гравитационного поля, т.е. измерять гравитационное поле Земли с использованием стандарта частоты, находящегося на спутнике. Обладание такими техническими средствами позволит проводить дистанционное обнаружение залежей редкоземельных элементов, нефтяных и газоконденсатных месторождений, разрабатывать высокоточные геоидные навигационные карты,  а также решать задачи специального назначения. Ядерный стандарт частоты также позволит решать задачи фундаментальной физики, в частности, измерить с высокой точностью ряд фундаментальных констант (постоянная тонкой структуры, гравитационная постоянная) и тем самым проверить основы космологических эффектов общей теории относительности.

Для проведения спектроскопии электронных и ядерных переходов необходимо подготовить сверхчистую среду, получить сверхвысокий вакуум и остановить или охладить ионы исследуемого элемента. Ионы получаются методом абляции, далее они захватываются и удерживаются квадрупольной ловушкой Пауля, где производится спектроскопия электронных переходов и последующее лазерное охлаждение ионов. На нашей установке удалось охладить ионы Sr-88⁺ и получить вигнеровский кристалл.

На данный момент ведутся работы по cпектроскопии электронных переходов в ионе Th-232³⁺ для дальнейшего прямого или симпатического лазерного охлаждения Th-229³⁺, в котором, в свою очередь, содержится изомерный низколежащий ядерный переход.

Коллектив лаборатории молодой, средний возраст 25 лет. Поэтому проблем с коммуникацией возникнуть не должно. Так же есть и опытные физические мастодонты, под руководством которых мы идем к своим научным свершениям. С данной темой кафедра принимает активное участие в конференциях и научных школах, как в российских, так и в международных.