前沿 核鍾或將超越原子鐘，成爲最精確的鐘表

“這不僅關於計時，核鍾可以讓你看到不一樣的世界”

原子鐘是現代社會的重要工具，GPS系統就是靠它精確定位的。原子鐘使用原子電子的能量跳躍來計算時間。

根據量子物理學，原子中的電子只能攜帶一定量的能量，處於特定的能級。要將原子中的電子從一個能級準確提升到另一個能級，必須用頻率恰到好處的激光擊中原子鐘的原子。

而這個頻率——光的電磁波振盪率——即被視爲一個高度精確的計時器。

同樣利用能級之間的“跳躍”進行時間計算：核鍾將基於核能級之間的跳躍，而不是基於電子的跳躍。值得注意的是，原子核能夠抵抗一定的干擾（比如雜散電場或磁場的影響）。德國紐倫堡大學的理論物理學家Adriana Pálffy認爲，核鍾“會更穩定、更準確”。

問題來了：爲了計算原子核的時間，需要用激光引發核能級間的跳躍——而激光通常無法達到核能級。

幸運的是，在所有已知的原子核中有一個例外。一種被稱爲“thorium-229”的釷具有一對能量水平足夠接近的能級，激光可能會它的引發跳躍。“這是一種怪異的東西”，特拉華大學的理論物理學家瑪麗安娜·薩弗羅諾娃如此形容它。

現在，物理學家知道了能級躍遷所需的能量，他們要做的就是用激光觸發它。

在一個6月3日的會議上，科羅拉多州博爾德市 JILA 研究所的物理學家 Chuankun Zhang報告了使用頻率梳( SN: 10/5/18 )——一種創建離散頻率激光陣列的方法——來啓動跳躍並更好地測量其能量。

“如果成功，我們可以直接從中構建一個基於核的光學時鐘，”他在會議上說。