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中外科學(xué)家正探索釷-229核光學(xué)鐘，這項突破或超越現有原子鐘，重塑時(shí)間測量標準。通過(guò)激光操控核量子態(tài)，研究人員將計時(shí)精度推向新高度。盡管技術(shù)挑戰巨大，但近年實(shí)驗進(jìn)展讓這一愿景逐漸成為現實(shí)。 中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng )新研究院的童昕（Xin Tong）博士及其團隊在中國英文版自然科學(xué)綜述性學(xué)術(shù)期刊《國家科學(xué)評論》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。 相關(guān)研究始于約五十年前�？茖W(xué)家首次發(fā)現釷-229的低激發(fā)核態(tài)，為后續研究奠定基礎。此后，領(lǐng)域內取得多項重大突破：2024年，研究人員實(shí)現了釷-229核躍遷的激光直接激發(fā)。美國天體物理聯(lián)合實(shí)驗室等研究團隊通過(guò)摻雜晶體、薄膜等材料開(kāi)展實(shí)驗，逐步提升了對核躍遷的理解與測量能力。 盡管成果斐然，挑戰依然存在。固態(tài)環(huán)境中的核躍遷對溫度變化極為敏感；釷-229同位素稀缺、特定高功率窄線(xiàn)寬激光器研發(fā)困難、相互作用機制尚未完全明晰、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)現將徹底革新計時(shí)技術(shù)，并為基礎物理研究開(kāi)辟新疆界。它可能推動(dòng)光學(xué)鐘系統從依賴(lài)電子躍遷轉向核躍遷，進(jìn)而為宇宙基本規律提供更深刻的認知。 《賽特科技日報》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
