在比赛中建立宇宙中最精确的时钟

当科学家探索Thorium-229核光学时钟,这一创新可能会超过当今的原子钟,这可能会出现革命性的计时突破。通过用激光来操纵核量子状态,研究人员正在推动时间测量的精确性和稳定性的边界。尽管旅程已经跨越了几十年,并且仍然存在重大技术障碍,但[...]

来源:SciTech日报
钍229核钟跃迁精密测量的进展。图片来源:邹媛

随着科学家探索钍 229 核光学钟,一项革命性的计时突破可能即将到来,这项创新可能超越当今的原子钟。

通过用激光操纵核量子态,研究人员正在突破时间测量精度和稳定性的界限。尽管这一旅程已经跨越了数十年,而且主要的技术障碍仍然存在,但最近的实验里程碑使这个未来时钟更接近现实。如果成功,它可能会重塑我们对时间和宇宙本身的理解。

突破计时极限

在《国家科学评论》最近发表的一篇透视文章中,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院的童欣博士及其同事探讨了开发基于钍229(229Th)的核光学钟的令人兴奋的潜力和重大挑战。

国家科学评论 229

时间和频率是物理学中最精确测量的物理量。如今,原子钟,特别是原子光学钟,设定了精度标准。但钍 229 核光学钟可以进一步提高这种精度。

准确度

核钟的量子边缘

229Th 的非凡之处在于,它是唯一已知的核素,其核能水平足够低,可以用激光探测到。这使得科学家能够直接操纵核量子态。由于原子核比原子小得多,因此它受外部影响的影响要小得多。它的量子态也被很好地分离,周围的电子有助于保护它免受电磁干扰。这些特性使第 229 核光学钟成为实现前所未有的计时精度的有希望的候选者。

原子 加州大学洛杉矶分校

核钟开发中持续面临的挑战

DOI:10.1093/nsr/nwaf083 谷歌 发现 新闻