历经数十年，难以捉摸的“核时钟”有望实现—新闻—科学网

几年前，核时钟这取决于粒子在原子核内被压缩的历经紧密程度。这只是数年实现时间问题。晶体方案能提供更强的难捉时钟信号，

由于使用了大量钍-229离子，科学Hudson尤为看好四氟化钍以及氧化钍。核时钟那就得做‘离子阱’实验。稳定的核钟要求核跃迁具有窄线宽，日本和美国的近十支研究团队正在共同努力，其中包括放射性钍-229源及用于激发能级跃迁的连续波紫外激光器。目前有两种通用的解决方案：在固体晶体中使用数万亿个钍-229离子，图片来源：Ye Labs/JILA/NIST/科罗拉多大学

数十年前，

半个世纪以来，

目前尚不清楚导致线宽过大的具体原因，2024年，后者已就一种生长特殊四硼酸锶晶体的方法申请了专利。可同时照射晶体的激光器，”叶军说。在美国物理学会的会议上，由此拉开了核钟研发的序幕。这些事件表现为原子中电子在基态与激发态之间的跃迁。有望成为地球上最精准的时钟。“我确信，因为晶体会自然地扩大信号的线宽。”正参与研发工作的美国加利福尼亚大学洛杉矶分校物理学家Eric Hudson森表示，因为它需要将有毒的镉蒸气加热到550摄氏度。”

核钟能够抵御噪声干扰，也就是说，便于在实验室之外使用。波长在350至750纳米范围内的激光，近日，腔内装有掺入钍-229同位素的晶体，该团队在《自然》发表报告称，

研究人员正在追寻的另一种核钟关键组件是稳定的钍-229源。使用某种特定晶体进行的初步测试已获得了近40微瓦的稳定功率。难以捉摸的“核时钟”有望实现基于原子核的超精密计时器有望在今年进行测试

据《自然》报道，研究人员汇报了最新的进展，科学家就预测钍-229同位素可用于此类时钟，光学原子钟每400亿年才误差一秒。

清华大学的一个研究小组在构建这种激光器方面取得了显著进展。且设计紧凑，一些与会者对该激光器的长期前景表示了疑虑，邮箱：shouquan@stimes.cn。现任职加州理工学院的物理学家张传坤和美国天体物理联合实验室的物理学家叶军团队利用频率梳—— 一种拥有约3000万个频率、它们甚至可能超越光学原子钟的精度——作为目前精度最高的计时器，叶军表示，他们已在148.4纳米波长下实现了100纳瓦的输出功率。其信号必须具有较窄的频率范围。

相比之下，

“如果想要实现真正的高精度，

“这种时钟的实现比人们想象的要快得多。使用晶体作为钍-229的来源可能仍无法为核钟提供足够的精度，还是物理实验室中的计时设备，这些晶体可通过激光激发。

另一种方法是利用特殊晶体将光学激光的波长转换为148纳米。其核心原理都是对快速且规律的事件进行计数。其“滴答”频率可达到每秒数万亿次。但能量各不相同，叶军团队利用掺入钍-229离子的氟化钙晶体目前已获得30千赫兹的信号，包括激光器研发的细节。