计时正式进入了"核"时代。两个独立团队——一个在奥地利维也纳，一个在中国北京——分别造出了能工作的钍-229核钟原型机。与现有原子钟追踪原子外层电子变化不同，这些核钟用激光对准钍原子核在两个能量状态之间翻转的频率，以期实现更精确的计时。科学家认为，这种新方法有朝一日可能让时钟比任何现有原子钟都更可靠。

作为参照：目前的原子钟可以做到大约3亿年误差1秒。科学家预测，更先进的核钟有可能把这个指标推进到数十亿年的量级。这可能打开一扇门，去探测宇宙中最难测量的现象，比如出了名难捉摸的暗物质。中国团队和奥地利团队的这两台钟，分别对应两项研究，本周发表在了《自然》杂志上。

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核钟到底在"数"什么

全球的原子钟网络已经精确到令人难以置信，它们也支撑着一系列现代必需品，从GPS到互联网通信。原子钟的工作原理是：把激光调到某个精确频率，让原子里的电子在两个能级之间跳跃。

核钟，顾名思义，走得更"深"。它瞄准的是原子核内部的跳跃。激光对准的是单个原子核的振动，而不是整个原子。给中学化学课没太听讲的人补一句：原子核比包着它的整个原子，要小上几万倍。

核钟计时，需要让激光持续对准在能量状态之间切换的原子核。这个过程，有时被通俗地叫作"捏"原子核。捏原子核通常需要极其巨大的能量。但同位素钍-229是个罕见的例外——这也正是维也纳技术大学和北京清华大学两个团队，都选择围绕它来造钟的原因。

维也纳技术大学的研究合著者、教授 Thorsten Schumm 在一份声明里说："维也纳这台新核钟的巨大优势在于，如果你用原子核而不是原子，原则上就可能实现高得多的精度。"他补充道："基本思路很简单：你有一束激光，你有一块钍。激光改变钍核的能量状态，而钍核反过来用来稳定激光的频率。"

两台钟，两条路

这两台原型机不是突然冒出来的，它们已经酝酿了很多年。两台钟用的钍晶体是分别培育的，但时间上差不多是同一时期。

目前的测试结果是这样的：据报道，中国那台原型机的稳定性大约是维也纳那台的6倍。而维也纳那台，据报道是第一台能像原子钟那样实现自我稳定的核钟。

Schumm 最近对《南华早报》说，这种平行推进，带来了一场"激烈但友好的全球竞争"。

但核钟还在追赶原子钟

核钟最终可能远远超越它的原子钟前辈，但现在还没到那一步。

研究人员估计，目前这台新原型机大约每3000万年会漂移1秒。这大约比目前用来定义"官方一秒"的铯钟差10倍。

不过，研究人员预期，更强的激光、更高效的激光系统，以及更好的钍晶体，会让每一代核钟都比上一代更准，直到最终全面超越原子钟。至于谁先跑到那一步，目前还没有答案。

为什么"更准"这件事，从来不只是关于时间

很多人会觉得，时间准到3亿年差1秒，和30亿年差1秒，对日常生活有什么区别？

区别不在你的闹钟，而在那些需要极端精度的测量场景。原子钟今天已经支撑着GPS和互联网通信这类现代基础设施，而每一次精度量级的跃升，往往都会带来一批此前做不到的测量能力。

核钟的特别之处在于，它把"标尺"换成了原子核。原子核对周围环境的敏感方式和电子不同，这本身就是一种全新的探测工具。

当然，这一切目前还停留在"可能"和"预测"的层面。

这项研究发表在哪

中国团队和奥地利团队的这两台钟，分别对应两项研究，本周发表在了《自然》杂志上。