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終極計時之爭:中外科學家競逐宇宙最精準時鐘

發布時間:2025-4-3 19:04    發布者:eechina
中外科學家正探索釷-229核光學鐘,這項突破或超越現有原子鐘,重塑時間測量標準。通過激光操控核量子態,研究人員將計時精度推向新高度。盡管技術挑戰巨大,但近年實驗進展讓這一愿景逐漸成為現實。

中國科學院精密測量科學與技術創新研究院的童昕(Xin Tong)博士及其團隊在中國英文版自然科學綜述性學術期刊《國家科學評論》上發表展望文章,深入探討了基于釷-229的核光學鐘的巨大潛力與重大挑戰。

相關研究始于約五十年前。科學家首次發現釷-229的低激發核態,為后續研究奠定基礎。此后,領域內取得多項重大突破:2024年,研究人員實現了釷-229核躍遷的激光直接激發。美國天體物理聯合實驗室等研究團隊通過摻雜晶體、薄膜等材料開展實驗,逐步提升了對核躍遷的理解與測量能力。

盡管成果斐然,挑戰依然存在。固態環境中的核躍遷對溫度變化極為敏感;釷-229同位素稀缺、特定高功率窄線寬激光器研發困難、相互作用機制尚未完全明晰、閉環操控技術空缺,均是關鍵障礙。

然而,攻克這些難題意義重大。釷核鐘的成功實現將徹底革新計時技術,并為基礎物理研究開辟新疆界。它可能推動光學鐘系統從依賴電子躍遷轉向核躍遷,進而為宇宙基本規律提供更深刻的認知。

《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com

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