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中外科學(xué)家正探索釷-229核光學(xué)鐘，這項(xiàng)突破或超越現(xiàn)有原子鐘，重塑時(shí)間測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。通過激光操控核量子態(tài)，研究人員將計(jì)時(shí)精度推向新高度。盡管技術(shù)挑戰(zhàn)巨大，但近年實(shí)驗(yàn)進(jìn)展讓這一愿景逐漸成為現(xiàn)實(shí)。 中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院的童昕（Xin Tong）博士及其團(tuán)隊(duì)在中國(guó)英文版自然科學(xué)綜述性學(xué)術(shù)期刊《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》上發(fā)表展望文章，深入探討了基于釷-229的核光學(xué)鐘的巨大潛力與重大挑戰(zhàn)。 相關(guān)研究始于約五十年前。科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)釷-229的低激發(fā)核態(tài)，為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。此后，領(lǐng)域內(nèi)取得多項(xiàng)重大突破：2024年，研究人員實(shí)現(xiàn)了釷-229核躍遷的激光直接激發(fā)。美國(guó)天體物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室等研究團(tuán)隊(duì)通過摻雜晶體、薄膜等材料開展實(shí)驗(yàn)，逐步提升了對(duì)核躍遷的理解與測(cè)量能力。 盡管成果斐然，挑戰(zhàn)依然存在。固態(tài)環(huán)境中的核躍遷對(duì)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(fā)困難、相互作用機(jī)制尚未完全明晰、閉環(huán)操控技術(shù)空缺，均是關(guān)鍵障礙。 然而，攻克這些難題意義重大。釷核鐘的成功實(shí)現(xiàn)將徹底革新計(jì)時(shí)技術(shù)，并為基礎(chǔ)物理研究開辟新疆界。它可能推動(dòng)光學(xué)鐘系統(tǒng)從依賴電子躍遷轉(zhuǎn)向核躍遷，進(jìn)而為宇宙基本規(guī)律提供更深刻的認(rèn)知。 《賽特科技日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
