我国科学家研制出核光钟成果登Nature

IT时代网

2026-10-8 00:22:09

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IT时代网10月8日消息，清华大学联合国内多个研究团队，在国际上率先研制出核光钟，实现量子精密测量从电子跃迁迈向原子核跃迁，相关研究成果已在学术期刊《自然》发表。

核光钟被视为继原子微波钟、原子光钟之后的新一代时间频率标准，也是当前量子精密测量领域的重要前沿方向。为实现这一目标，清华团队历时近五年，原创性发展出148纳米连续波真空紫外激光技术，并利用该光源精确驱动放射性同位素钍-229的原子核跃迁，再将激光频率稳定在核跃迁上，最终制成核光钟。

传统钟摆每秒大约摆动一次，通过记录摆动次数实现计时，核光钟则以原子核内部跃迁的节拍作为钟摆，这一节拍每秒可达约2000万亿次，相当于把时间切分得更加精细，为更高精度计时打下基础。

目前最精确的原子光钟主要依靠记录原子内部电子跃迁频率计时，但进一步提升精度需要对电场、磁场、温度以及激光系统带来的外部扰动严格控制，高性能原子光钟因此仍主要运行在实验室环境，小型化和工程化难度较大。核光钟把计时基准从电子跃迁转移到钍-229原子核内部的核跃迁，原子核尺寸约为核外电子云尺寸的几万分之一，受外界电磁环境干扰的影响更小，跃迁频率有望更加稳定，为研制更高精度、更易小型化的时间频率基准提供了可能。

研究团队表示，未来核光钟若能进一步小型化，极高精度计时装置有望走出实验室，进入导航、深空探测以及基础物理研究等实际应用场景。