兩岸

「聽原子核的節拍」計時陸打造全球首座「核光鐘」精準度助攻衛星導航

中國大陸團隊率先研製「核光鐘」，以雷射驅動釷-229原子核躍遷計時，精度可望超越原子鐘，助攻衛星導航與深空探測。

大陸科學家率先研製出「核光鐘」並實現穩定運行，提高了量子精密測量。

旺報吳泓勳

大陸科學家利用自主研製的148納米連續波真空紫外雷射以及摻釷-229氟化鈣晶體，在國際上率先研製出「核光鐘」並實現穩定運行，將量子精密測量由電子躍遷拓展至原子核躍遷，並比喻成「聽原子核內部的節拍」來計時。這一突破性成果7日晚間線上發表在國際權威期刊《自然》。

大陸清華大學物理系主任、楊振寧高等研究院教授翟薈表示，「核光鐘」有望成為新一代時間頻率基準，其研製成功是本世紀以來量子精密測量領域的重要突破。

所謂的「核光鐘」是利用雷射精確驅動一種特殊放射性同位素「釷-229」實現其原子核內部的能級躍遷，並以這一核躍遷的頻率作為基準的計時裝置。翟薈表示，「核光鐘」的研製成功及穩定運行，代表對量子操控的能力深入到原子核尺度，為量子精密測量、量子操控開闢了新的研究方向。

大陸清華大學物理系副教授、北京量子資訊科學研究院兼聘研究員丁世謙說明，原子鐘是利用原子內部的電子在特定能級間的躍遷作為頻率基準，好像「聽電子的節拍」，而「核光鐘」則是把「鐘擺」放進原子核內部，利用原子核不同能級間的躍遷來計量時間，相當於「聽原子核內部的節拍」來計時。

根據新華社引述科學家認為，由於原子核尺度遠小於原子尺度，受外界電磁環境擾動影響更小，因而「核光鐘」有望提供比傳統原子鐘更高精度、更實用的時間頻率基準。

科研人員認為，「核光鐘」是當前量子精密測量領域國際競爭的重要前沿，固態「核光鐘」具有潛在的小型化和工程化優勢，未來有望為衛星導航、深空探測等場景中的高精度時間頻率需求提供實用的技術選擇。