核光钟

是一种通过真空紫外激光

开垦钍-229原子核跃迁

并讹诈频率梳本事

计数激光电磁动荡周期

来计量时候的新式时钟系统

表面上，其测量精度能达10⁻¹⁹以上

在3000亿年的时候范例上

过错不会越过1秒

核光钟不仅能为基础物理相干提供症结用具

昔日还有望产生便携式、可工程化的固体光钟

从而在导航定位、深空探伤、地质监测

等多个界限表露艰巨作用

因此成为海外前沿科技竞争的策略性标的

研制核光钟的谈路上的一个中枢瓶颈

是无法研制出能引发核跃迁的聚拢波激光光源

清华大学物理系丁世谦副确认团队

到手研制出

148nm聚拢波超窄线宽激光光源

攻克了核光钟研制的

“终末一谈中枢瓶颈”

并将超稳激光本事鞭策至真空紫外波段

关联相干后果于北京时候2月12日

以《聚拢波窄线宽真空紫外激光光源》

(Continuous-wavenarrow-linewidthvacuumultravioletlasersource)为题

在线发表于《当然》（Nature）

好意思国物理学会（APS）旗下Physics杂志（PhysicsMagazine）

同期在Viewpoint栏目

刊发挑剔著作专题解读

攻克终末瓶颈，让核光钟走向履行

现时全国上最精确的计时系统是原子光钟

当今最高精度的原子光钟

在600亿年的时候范例上

过错不会越过1秒

但其依赖的原子外层的电子跃迁流程

容易受到外界电磁场、温度变化等身分过问

于今难以脱离实验室环境

极大兑现了其实质应用

在此布景下

科学家将观点转向了原子核里面

原子核里面能级之间的跃迁

频率更高、受外界环境影响小

据此研制出的核光钟

具有更高精度和踏实度

更具备走出实验室、便携化部署的后劲

钍-229是当今已知的独一

可用激光相关操控的原子核

若以特定激光引发其核跃迁

则不错造出全国上第一台核光钟

因此，合适条目的特定激光

成为造出核光钟的终末一谈瓶颈

核光钟旨趣概览图

清华大学物理系丁世谦副确认团队

研制出的聚拢波窄线宽真空紫外激光

将为钍-229核跃迁的高阔别谱学

与量子相关操控提供症结光源赞成

让核光钟研制从表面走向履行

丁世谦（前排）团队在得回恣虐之后合影迷恋

颠覆性发现，实验后果恣虐传统理会

传统道路闲居依赖非线性晶体频率调动

但在更短波长的真空紫外区域

可用材料与器件工艺永久受限

相干团队转换性地使用四波混频本事

采选镉蒸气手脚非线性介质

到手研制出148nm聚拢波窄线宽真空紫外激光

想法波段输出功率越过100nW

且在140至175nm区间具备聚拢可调谐才能

与之前的单频真空紫外光源比拟

线宽镌汰了近百万倍

左：钍-229同质异能态跃迁隔壁非线性极化率和相位匹配函数右：钍-229同质异能态跃迁隔壁真空紫外激光输出功率

团队还有一个惊喜的发现

此前学界深远觉得

用于产生激光的热金属蒸气中

气体原子的高速勾通和时时碰撞

可能会严重龙套光的相关性

然则，团队的实验数据明晰标明

这些GHz量级的多普勒与碰撞展宽

并不会在四波混频中引入极度的相位噪声

那块蛋糕小得刚好够三个人分，上面只点了一根蜡烛，旁边放着巧克力牌，写着“珍的爱您”四个字，手写的，歪歪扭扭的，但看得出是用心准备的。李丽珍闭眼许愿的时候笑得特别自然，开云体育眼角的纹路都藏不住，可一点都不显老，反而有种岁月磨出来的温润。她和女儿比V合影，动作还很俏皮，完全不像个六十岁的人。母女俩站一块儿，气质完全不同，一个是沉静的大女人味，一个是年轻人的灵气，但站一起就是舒服，谁也不会压过谁。

这意味着，输出真空紫外光场的相关性

主要受基频激光踏实度主管

从而初次将超稳激光本事拓展至真空紫外波段

也为面向其他症结波长与更高性能操办的

相关真空紫外光源进一步发展奠定了基础

图1：镉原子共振增强四波混频流程图2：实验暗示图图3：相机拍摄到的真空紫外光斑和干与条纹

本科生担任共兼并作，后生团队合力攻关

恣虐性相干的背后

是一支充满朝气的年青团队

团队中枢成员

确凿全部王人是“90后”“00后”

清华未央书院2021级本科生肖琦

是排行一顺位的论文第一作家

“大二刚入组时我确凿是科研小白”

肖琦回忆谈

建表面、作念盘算、采数据、写论文

他王人深度参与

承担了深远中枢责任

与相干团队和实验室的晨夕共处

匡助他沉着造成更老到的科研想维

在“细节”和“遵守”之间均衡鞭策实验

“这段经验对我检察特殊大

也更执意了我链接走科研谈路的决心”

清华物理系2022级博士生黄北辰

主导了实验室的基础面目搭建

供应商采购等责任

保险团队日常责任脱手的同期

他还怀揣着对科研的热忱

“但愿昔日能与优秀的团队成员们一谈起劲

禁止探索科学前沿”

在相干聚拢波真空紫外激光的谈路上

团队展现出了特殊年岁的科研修养与攻坚才能

合力攻克了这一界限的症结本事难题

丁世谦线路

这是实验室修复四年多以来

得回的首项实验后果

团队将以真空紫外激光的恣虐为最先

聚焦原子核跃迁的量子操控这一全新赛谈

也期待有更多年青东谈主加入团队

共同开展前沿探索

“激光是一项通用用具

不仅会用在核光钟上

昔日还有可能应用于

铝离子冷却、离子里德堡量子盘算

凝华态角阔别率电子能谱

以及芯片检测等产业”

这项源自中国的激光相干后果

不仅意味着昔日有望降生精确踏实的核光钟

它所开辟的全新本事道路与平台

更有望赞成前沿物理、量子科技与高端制造等

基础相干和实用界限的转换发展

而这些年青的科研东谈主员

依托中国的科研体系与先进的实验平台

正共同推动着全国前沿本事的发展

该神态得到国度当然科学基金、北京市科技规划和清华大学“笃实规划”的支握。清华大学物理系确认莫宇翔、中国计量科学相干院相干员林弋戈与清华大学物理系确认尤力等为本神态作出艰巨孝顺。论文共同第一作家为清华大学2021级本科生肖琦、2023级博士相干生GlebPenyazkov（海外学生）和北京量子院助理相干员李相良；通信作家为清华大学物理系副确认、北京量子院兼聘相干员丁世谦开云体育官方网站。