時間測量的精度又有重大突破。北京清華大學物理系副教授丁世謙帶領的團隊，依託自主研製的148奈米連續波真空紫外雷射，以及與合作團隊共同研製的摻釷-229氟化鈣晶體，成功將雷射頻率鎖定至核躍遷，實現釷-229核光鐘的穩定運行。相關成果在7日發表於國際期刊網站上。
這項工作與歐洲團隊同期完成，在國際上率先實現了釷-229核光鐘的運行，標誌著人類駕馭時間的能力又向前邁進了一大步。
要理解核光鐘的意義，得先從原子鐘說起。原子鐘是目前世界上最準確的時間測量工具，它利用原子內部的電子在特定能級間躍遷作為頻率基準，就像在聽電子的節拍來計時。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，相當於在聽原子核內部的節拍。
由於原子核的尺度遠小於原子尺度，受到外界電磁環境擾動的影響更小，因此核光鐘有望提供比原子鐘更高精度、更實用的時間頻率基準。這是量子精密測量領域夢寐以求的目標。
丁世謙用一個生動的比喻解釋這項技術。老式的鐘擺每秒鐘差不多擺動一次，透過數鐘擺擺動多少次，就能知道過了多少時間。而這次的核光鐘，是用原子核的節拍來當鐘擺，節拍比掛鐘快得多，每秒鐘差不多達到2,000兆次，把時間切割得非常細，透過數節拍次數，就能得到極其精確的時間。
北京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的時間頻率基準。它的研製成功，是本世紀以來量子精密測量領域的重要突破，意味著人類量子操控的能力已經深入到原子核尺度，為量子精密測量和量子操控開闢了新的研究方向。
除了精度上的飛躍，固態核光鐘還具備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，這也是當前量子精密測量領域國際競爭的重點。
此外，核光鐘還可以為檢驗基本物理規律提供新的精密探測平台。科學家可以利用它超高的精度，去驗證物理常數是否隨時間變化等基礎物理問題，這些問題關乎人類對宇宙基本規律的理解。
值得注意的是，這項成果是與歐洲團隊同期完成的，顯示全球在核光鐘競賽上幾乎同時抵達終點線。接下來各國團隊的競爭，將轉向誰能先把核光鐘做得更穩定、更實用。
從擺鐘到原子鐘，再到今天的核光鐘，人類對時間的測量精度不斷刷新。每一次突破，都為導航、通訊、基礎科學研究帶來新的可能。這座原子核裡的鐘，或許正在為下一個科技時代敲響前奏。
