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    中国科学家成功研制核光钟 量子测量技术获重大突破

    来源:新华社新媒体

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       发布时间:2026-10-08 07:18:07

    [摘要] 核光钟是一种利用激光精确驱动放射性同位素“钍-229”,实现其原子核内部能级跃迁,并以此频率作为基准的计时装置。我国科学家通过自主研发148纳米连续波真空紫外激光及掺钍-229氟化钙晶体,成功研制出世界上首个稳定运行的核光钟,将量子精密测量从电子跃迁拓展至原子核跃迁。这项成果于10月7日在线发表在《自然》杂志上。清华大学物理系主任翟荟表示,核光钟有望成为新一代时间频率基准,其成功研制是本世纪量子

    核光钟是一种计时装置,它通过激光精准操控放射性同位素“钍-229”,使其原子核内部能级发生跃迁,并以该跃迁频率作为时间基准。我国科研人员自主开发了148纳米连续波真空紫外激光以及掺钍-229氟化钙晶体,由此研制出全球首台能够稳定运行的核光钟,把量子精密测量的范围从电子跃迁延伸到了原子核跃迁。相关成果于10月7日在《自然》杂志在线发表。

    清华大学物理系主任翟荟指出,核光钟有潜力成为新一代时间频率基准,其研制成功是本世纪量子精密测量领域的一项重大突破。这也意味着量子操控能力已经进入原子核尺度,为量子精密测量和量子操控带来了新的研究方向。

    核光钟与传统原子钟的差异在于,它依靠原子核内部不同能级之间的跃迁来计量时间。原子核的尺度比原子小得多,受到外界电磁环境的影响也更弱,所以核光钟有可能提供比原子钟精度更高的时间频率基准。

    中国科学家研制成功核光钟

    清华大学物理系副教授丁世谦率领的研究团队首次研制出148纳米连续波真空紫外激光,攻克了精准驱动钍-229原子核内部能级跃迁所需的关键光源难题。他们同时与合作伙伴共同开发了微量钍-229掺杂氟化钙晶体,为核光钟的研制打下了核心技术基础。

    当前,该团队已将激光频率稳定锁定到核跃迁上,使核光钟的秒级稳定度优于同期欧洲团队接近一个数量级,性能达到国际领先水平。与此同时,他们已构建起涵盖核心光源、核光钟晶体、核跃迁光谱到闭环运行的完整技术体系。

    固态核光钟具备小型化和工程化的前景,未来有望为卫星导航、深空探测等领域的高精度时间频率需求提供切实可用的技术方案。

    中国科学家研制成功核光钟 量子测量新突破

    关键词: 中国 科学家 成功 研制 核光钟 量子 测量 技术

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