中国团队国际率先实现钍-229核光钟运行,量子精密测量深入原子核
10月8日,清华大学物理系丁世谦团队宣布,利用自主研制的148纳米连续波真空紫外激光与掺钍-229氟化钙晶体,将激光频率稳定锁定至钍-229的核跃迁,在国际上率先实现"核光钟"的稳定运行;成果以《A nuclear clock synchronized to Th-229》为题,于北京时间10月7日晚在线发表于《自然》,工作与欧洲团队同期完成。团队攻克两大瓶颈:国际上首次研制出148纳米连续波真空紫外激光,解决了驱动核跃迁的核心光源难题;在钍-229极其稀缺的条件下,用仅1.4微克核素一次性生长出毫米级高质量掺钍氟化钙晶体,单次生长用量约为同期欧洲团队的1/200。其秒级稳定度优于欧洲团队近一个数量级,并已建立从光源、晶体、光谱测量到闭环运行的完整技术体系。
人类计时此前一直是"听电子的节拍"(原子钟),核光钟第一次把"钟摆"放进原子核内部——原子核尺度远小于原子,受外界电磁扰动更小,原理上精度更高。它意味着量子操控的能力深入到原子核尺度,被评价为"本世纪以来量子精密测量领域最重要的突破之一"。更现实的意义在于:固态核光钟具备小型化、工程化潜力,未来可能成为卫星导航、深空探测与国防安全的高精度时间基准——谁定义了时间,谁就定义了定位、通信与协同的坐标。中欧在同一周先后实现核钟运行,也宣告这一赛道进入"双雄并跑"的新阶段。