国际率先突破!我国成功研制核光钟,时间精度再上台阶
就在近日,清华大学科研团队传来重磅好消息:我国科学家在国际上率先研制成功核光钟并且实现稳定运行,相关成果已经发表在国际顶级期刊《自然》,标志我国量子精密测量技术实现跨越式升级 。
很多人听过原子钟,却很少了解核光钟。我们现在导航、通信、卫星定位,背后都离不开原子钟。原子钟依靠原子外层电子的跃迁来计时,可以理解为听“电子的节拍”,已经是目前人类最精准的计时工具 。
而核光钟直接把计时的“钟摆”搬进原子核内部,利用钍‑229原子核能级跃迁作为时间基准。原子核深藏在内层,几乎不受外界温度、电磁场干扰,理论上计时精度会远超现在的原子钟,有望成为下一代全新的时间频率基准 。
这项研究看似只是一台“钟”,研发过程却处处是难关。想要驱动钍‑229原子核跃迁,必须用到特殊的148纳米真空紫外激光,过去这项光源技术长期被国外卡住脖子。我国团队自主攻关,造出国际首台该波段连续波真空紫外激光,啃下最核心的光源难题 。
不仅如此,稀有同位素钍‑229获取极其珍贵,科研人员仅仅依靠1.4微克的微量材料,就生长出合格的掺钍‑229氟化钙晶体,消耗核素资源仅为国外团队的二百分之一,极大降低实验门槛,完成从光谱测量到闭环计时的完整技术链条 。
不少网友会疑惑,更高精度的核光钟,普通人能得到什么好处?
高精度时间基准,是现代科技的底层底座。未来核光钟成熟落地,能够进一步提升北斗卫星导航定位精度,助力深空探测、基础物理研究,还可以用来探测引力变化,帮助科学家探索引力波、检验基础物理定律,对航天、通信、地质勘测多个行业都将带来深远影响 。
从原子钟追赶,到核光钟实现国际领跑,这背后是一代代科研人员不计昼夜的反复试验。把操控尺度推进到原子核级别,代表我们的量子操控能力达到全新高度,也证明我国在量子科技赛道持续输出原创重大成果 。
科技的进步,往往藏在这些看不见的微观突破里。对于核光钟这项硬核科技,你怎么看待?你觉得未来高精度计时还会给生活带来哪些改变?欢迎评论区聊聊你的看法