中国科学家登顶科技高地！超越原子钟的核光钟核心技术被攻克

       有一种钟，3000亿年误差不到1秒，它极有可能是下一代全球时间标准——这就是“核光钟”。而这一次，中国科学家团队离把它造出来只差临门一脚了。

       简单来说，核光钟就是利用原子核内部的振动频率来计时。因为原子核被外层电子严密包裹，极少受外界环境干扰，所以它的稳定性和准确性远超现在的原子钟。

       目前，我们世界的时间基准是由原子钟维持的，它依靠原子外层电子的振动频率来计时。打个比方，你手机里计时的晶振靠石英晶体振动，但精度不够，得靠原子钟来校正。而核光钟一旦问世，将直接降维打击现有的原子钟。除了维持全球时间，它还能大幅提升精密仪器的性能：比如让GPS等卫星导航系统的定位精度实现质的飞跃；让引力波探测器更容易捕捉到微弱的时空涟漪；甚至能用来验证基本物理常数是否会随时间变化，以及探测暗物质与普通物质间的微弱相互作用。

       不过话说回来，核光钟早在上世纪末就被提出，至今却没一台真正问世。卡脖子的关键在哪？造它需要一种极难制造的特殊激光。这次清华大学丁世谦教授团队解决的，正是这个核心痛点。

       核光钟的工作原理，是用激光去激发特定原子核的振动，再测量其频率来计时。目前最适合干这活的是“钍-229”原子核。但要激发它，需要波长在148纳米附近的真空紫外线激光。这种激光极难产生，长期没有合适的激光器，直接导致核光钟停留在理论阶段。

       丁教授团队造的就是这个激光器。传统方法多用非线性晶体产生该激光，但效果不理想。团队却另辟蹊径，用金属镉蒸汽进行“四波混频”，一举取得突破。他们造出的激光器，波长在148.7纳米附近，功率超100纳瓦，线宽小于100赫兹。这是什么概念？以前缺乏精准激光源时，测量频率就像用粗麻绳去穿针眼；而丁团队造出的激光器，直接把粗麻绳变成了发丝的百万分之一细，精度极高。

       这被业界公认为核光钟研制的“最后一块拼图”。有了它，才能真正精准测量原子核振动频率，造出核光钟。当然，从实验室原型到工程落地，还需数年甚至数十年。但不要觉得这离我们太远，这项突破的背后，甚至有清华本科生肖琦同学的深度参与。中国年轻一代学霸的硬实力，正在把一个个科幻概念变成现实。
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