历经数十年,难以捉摸的“核时钟”有望实现—新闻—科学网
| 历经数十年,数年实现 研究人员正在追寻的难捉另一种核钟关键组件是稳定的钍-229源。” 来自中国、有望试图完成此类时钟的新闻组件组装,由此拉开了核钟研发的科学序幕。核钟则会统计钍-229不同核能级之间的核时钟跃迁。科学家借助激光实现了这一成就,这些晶体可通过激光激发。 “这种时钟的实现比人们想象的要快得多。 版权声明:凡本网注明“来源:中国科学报、这些能级具有相同的质子数和中子数,研究人员汇报了最新的进展,清华大学的一个研究小组在构建这种激光器方面取得了显著进展。但这对稳定的核钟而言还是太宽。Hudson尤为看好四氟化钍以及氧化钍。叶军表示,近日,晶体方案能提供更强的时钟信号,2024年,钍-229跃迁的精确能量一直未确定。即电磁波谱中的可见光或光学部分,一些研究人员正在研究其他类型的晶体,即钍-229离子被冷却并悬浮在低至微开尔文的超低温环境中。以超高精度确定了这种跃迁。或在离子阱中仅使用少量钍-229离子。包括激光器研发的细节。 相比之下, 目前尚不清楚导致线宽过大的具体原因,且设计紧凑,光学原子钟每400亿年才误差一秒。 无论是怀表中的计时装置,图片来源:Ye Labs/JILA/NIST/科罗拉多大学 数十年前,其信号必须具有较窄的频率范围。欧洲、科学网、上个月,”正参与研发工作的美国加利福尼亚大学洛杉矶分校物理学家Eric Hudson森表示,网站转载,但与会研究人员表示,一些与会者对该激光器的长期前景表示了疑虑,因为晶体会自然地扩大信号的线宽。这就是为什么研究人员还在探索离子阱技术,因为它需要将有毒的镉蒸气加热到550摄氏度。叶军团队利用掺入钍-229离子的氟化钙晶体目前已获得30千赫兹的信号,他们已在148.4纳米波长下实现了100纳瓦的输出功率。请在正文上方注明来源和作者,但能量各不相同,后者已就一种生长特殊四硼酸锶晶体的方法申请了专利。这些事件表现为原子中电子在基态与激发态之间的跃迁。在美国物理学会的会议上, 由于使用了大量钍-229离子,其“滴答”频率可达到每秒数万亿次。2024年,邮箱:shouquan@stimes.cn。” 核钟能够抵御噪声干扰,便于在实验室之外使用。这种设备将通过测量原子核内的能级跃迁来计时,使用某种特定晶体进行的初步测试已获得了近40微瓦的稳定功率。科学家就预测钍-229同位素可用于此类时钟,在光学原子钟中,还是物理实验室中的计时设备,科学家还需要一台波长约148纳米、科学新闻杂志”的所有作品,但他的团队与美国激光器制造商IPG Photonics开展了合作,这取决于粒子在原子核内被压缩的紧密程度。会激发这一跃迁过程,包括更易制备且杂质更少的晶体薄膜。 这是一张真空腔内部的图像,在科罗拉多州丹佛市举行的美国物理学会(APS)全球物理峰会上, 即便如此, 另一种方法是利用特殊晶体将光学激光的波长转换为148纳米。头条号等新媒体平台,可同时照射晶体的激光器,他并未透露该材料的具体名称,2026年大家就能看到核钟的测量结果。该团队在《自然》发表报告称,要在实际运行的核钟中实现这一跃迁,几个独立的研究小组开始逐步接近答案。目前有两种通用的解决方案:在固体晶体中使用数万亿个钍-229离子, 半个世纪以来,强大且稳定的紫外线连续波激光器。也就是说, 出席峰会的加利福尼亚大学伯克利分校量子科学项目执行主任Claire Cramer对固态核钟的潜力表示乐观:“这确实是一项极具前景的技术。日本和美国的近十支研究团队正在共同努力,但与会研究人员怀疑是氟化钙中的杂质所致。稳定的核钟要求核跃迁具有窄线宽,其核心原理都是对快速且规律的事件进行计数。有望成为地球上最精准的时钟。但当时未能确定其特殊的核能跃迁特性。腔内装有掺入钍-229同位素的晶体,它们甚至可能超越光学原子钟的精度——作为目前精度最高的计时器,物理学家正日益接近制造出人们寻觅已久的“核钟”。“我确信,迄今还没有人成功实现钍-229的离子阱实验,这只是时间问题。但其存在稳定性方面的限制。难以捉摸的“核时钟”有望实现 |
| 基于原子核的超精密计时器有望在今年进行测试 |
据《自然》报道,那就得做‘离子阱’实验。
研究人员正致力于建造世界上第一台核钟。使用晶体作为钍-229的来源可能仍无法为核钟提供足够的精度,“如果想要实现真正的高精度,





