图为核光钟装置局部

近日，我国科研团队研制出钍-229核光钟，相关成果于10月7日以“锁定至钍-229的核钟”为题在线发表于国际学术期刊《自然》。该工作与欧洲团队同期完成，在国际上率先实现钍-229核光钟运行。

论文通讯作者之一、清华大学物理系副教授丁世谦介绍，核光钟利用钍-229原子核内部跃迁作为时间频率参考，与当前最精确的原子光钟相比，受外界电磁环境扰动的影响更小，原理上有望提供比原子光钟更高精度的时间频率基准。

核光钟形象化示意图

研发过程中，为精确驱动钍-229核跃迁，科研团队在国际上首次研制出148纳米连续波真空紫外激光，解决了核心光源难题。随后，针对钍-229极其稀缺的情况，在多方协同攻关下，团队研制出掺钍-229氟化钙晶体。在此基础上，进一步开发了快速读取核量子态的吸收谱技术，实现钍-229核跃迁吸收光谱测量，并将激光频率稳定锁定至核跃迁，实现核光钟运行。

“从导航、通信到基础科学，人类文明的发展始终伴随着时间测量能力的提升。越精准的时间，往往能够定义越广阔的技术边界。”丁世谦说，核光钟有望成为继原子微波钟和原子光钟之后的新一代时间频率标准，且固态核光钟具有小型化、工程化的潜在优势，有望为卫星导航、深空探测等场景的高精度时间频率需求提供实用技术选择。此外，核光钟还可为检验基本物理规律提供新的精密探测平台，并为量子精密测量和量子操控开辟新的研究方向。

该论文通讯作者为清华大学物理系副教授、北京量子信息科学研究院兼聘研究员丁世谦，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员苏良碧，中国科学院上海光学精密机械研究所研究员杭寅和北京量子信息科学研究院博士后卜文浩。

论文共同第一作者中，有多名00后博士研究生。“年轻的同学们分工合作、努力尝试，不断取得科研突破。”丁世谦说。

来源：人民日报客户端