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物理学家确定了超精确核钟的完美晶体位置
研究人员“像炼金术一样”生长晶体，在晶格内绘制出构建核钟的理想位置
来源:科学美国人当今最好的原子钟通过测量电子在暴露于特定激光时在能态之间持续跳跃的方式来跟踪时间，在迄今为止的整个宇宙年龄中，其精度损失不到一秒。它们非常精确，但也非常脆弱：需要整个实验室的真空室和屏蔽来防止杂散电场或磁场的干扰。为了解决这些问题，科学家们的目标是深入原子一层，从外部的电子到内部的原子核，并追踪能量如何在量子态之间翻转单个中子。维也纳科技大学物理学家托尔斯滕·舒姆 (Thorsten Schumm) 表示，这种开关可以使时钟的精确度提高 10 倍，而且原子本身可以保护时钟免受一些外部干扰。另外，这些原子可以保护性地嵌入晶体中。
在《科学》杂志上的一项新研究中，舒姆和他的同事绘制了钍原子在晶体内可以放置的四个位置，并发现了一个接近于构建有史以来最精确时钟的理想位置。
在大多数原子中，以这种方式翻转中子所需的能量需要伽马射线激光器，而科学家目前还无法制造这种激光器。只有一个已知的例外，即一种名为钍 229 的同位素，研究人员在 2024 年证明可以用紫外激光触发。
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