从日常使用的卫星导航，到探索宇宙的暗物质探测，高精度时钟是现代科技不可或缺的核心基础装备。不断迭代升级的精密计时技术，不仅能以超高精度捕捉地球引力的细微变化、助力前沿物理探测，更成为国际计量体系更新迭代的关键依托，有望重塑人类对“秒”的定义标准。
为突破传统原子钟的精度瓶颈，新加坡国立大学科研团队历经十余年技术攻关，成功研制出一款依托稀土金属镥打造的实验室光学原子钟。实测数据显示，这款全新时钟的计时精度，是此前业界最优钙离子原子钟的4倍，综合性能实现跨越式提升。
作为新一代光学原子钟，该设备的计时原理颠覆了传统微波计时逻辑，依靠元素吸收、发射光辐射的可见光频率精准计算时间。核心技术层面，设备充分利用镥离子天然固定的物理特性，精准捕捉电子跃迁至高能量激发态的专属光频，通过持续观测单离子状态，将激光精准锁定在电子跃迁的特定频率，以高频激光振荡作为计时基准，实现极致精密的时间计量。
精度验证环节是精密设备落地的关键。为杜绝单一设备的检测误差，科研团队创新性采用双时钟交叉比对方案，通过两台同款镥原子钟同步运行、数据对照，完成精度核验。最终两台设备的计时滴答声精准匹配至第19位数字，创下目前全球精度最高的时钟比对纪录，充分印证了设备输出数据的稳定性与可靠性。
选材优势是这款时钟性能碾压传统设备的核心关键。目前主流原子钟多采用镱、锶等材料，极易受温度波动、磁场干扰影响，导致电子跃迁频率偏移，产生计时误差。而镥元素物理性能稳定，对各类环境干扰不敏感，抗干扰能力大幅提升。同时，该设备无需特殊实验环境，依托常规商用激光技术，即可在室温下稳定运行，落地门槛更低、适配场景更广。
据行业调研，该研发团队是目前全球唯一深耕镥元素时钟研发的科研团队，业界普遍看好镥材料在高精度计时领域的应用前景，或将成为未来精密计时领域的核心材料。
更具里程碑意义的是，这款镥基光学时钟，有望成为未来重新定义“秒”的核心载体。自1967年以来，国际“秒”的定义一直依托微波频率标准，而国际计量学界计划在2030年后启用全新标准，以振荡频率更高、计时更精细的可见光光学时钟替代传统微波计时。
目前，镥原子钟的计时不确定性已远低于国际计量界设定的精度目标，完全满足新定义的核心精度要求。后续只需完成多团队、多设备的反复交叉验证，确保全球运行的一致性与可重复性，即可正式支撑“秒”的全新定义落地。
未来，随着设备小型化技术持续突破，这款极致精密的光学时钟将走出实验室，广泛应用于深空探测、精密地理测绘、基础物理研究等高端领域，为人类前沿科技发展提供更精准的时间基准。