物理学家正在造一种奇怪的钟——它不数秒针转几圈,而是偷听原子核内部的"悄悄话"。
这种叫"核钟"的设备,计时精度可能碾压现在所有时钟。光学原子钟已经够变态了:4000亿年才误差1秒。核钟的目标更离谱——3000亿年不差1秒。换句话说,从恐龙灭绝到现在,这钟的误差还不到一眨眼。
核心材料是同位素钍-229。科学家几十年前就打它主意,但有个坎一直迈不过去:它的原子核能量跃迁太难测了。直到2024年,加州理工的张传坤和JILA的叶军用激光 frequency comb(频率梳)——一种能同时输出3000万个频率的光学武器——终于把这个数值钉死。
现在全球近十个团队在中国、欧洲、日本、美国同时开工。他们要解决两个硬骨头:148纳米左右的连续波紫外激光器,以及稳定的钍-229来源。
清华上个月在激光器上有了突破:148.4纳米波长,100纳瓦功率。但有个槽点——得把有毒的镉蒸气烧到550度。叶军那边则在测试某种神秘晶体,能把光学激光转成148纳米,功率40微瓦,"前景极好",具体成分保密。
钍-229的来源分两派。晶体派把离子塞进氟化钙,信号强但线宽太宽(30 kHz),杂质可能是罪魁祸首。离子阱派追求极致精度,把离子冻到微开尔文温度悬浮着,目前还没人做成,但"只是时间问题"。
加州大学洛杉矶分校的埃里克·哈德森放话:2026年就能看到核钟的测量结果。这比他想象的近得多。
叶军说了句实在话:如果追求真正的超高精度,最终还得用离子阱。
有趣的是,这种可能重新定义"一秒"的设备,商业前景也被看好——因为它抗干扰、体积小,不像光学原子钟那样娇气,只能蹲在实验室里。
哈德森承认激光器还没最终方案,但补了一句:"这是个之前没人需要解决的技术问题,现在我们会把它解决。"
—— 这话听着像产品经理的口头禅,但用在物理学家身上,居然毫不违和。
热门跟贴