科学家展示了世界上第一个钍核时钟

这种计时装置是用钍原子核制成的，尽管它还没有比标准原子钟更精确。

让我们来看看“核”钟：一种通过原子核发出的微小信号来记录时间流逝的装置。由美国国家标准与技术研究院（NIST）联合研究所JILA的科学家领导的一组研究人员今天宣布了这个时钟，并在《自然》杂志上发表了他们的研究结果。

NIST和JILA的物理学家叶军（音译）在NIST的一份新闻稿中说：“想象一下，即使你让手表运行数十亿年，它也不会丢失一秒钟。虽然我们还没有完全做到这一点，但这项研究使我们更接近这种精确度。”

原子钟在很长一段时间内非常稳定，这意味着它们对于科学家必须进行的一些最仔细的测量是可靠的。普通的时钟，比如你手表上的钟表，使用石英晶体振荡器来计时；这些晶体以特定的频率振动，以测量时间的流逝，类似于落地钟中的钟摆。但对于高风险的测量，比如检查航天器的位置，最高的精度是必要的。

原子钟利用激光使绕原子运行的电子在能级之间跳跃，取代了摆锤保持时间的功能。根据NIST发布的消息，核时钟也会有类似的表现，利用原子核中的能量跳跃来计时。

核时钟的噪音也会比原子钟小，因为它的运行不依赖于测量电子，而电子会被错误的电磁场干扰。但为了让原子核产生必要的能量跳跃以保持时间，科学家们通常必须用一种特制的X射线轰击原子核。这就是为什么新描述的时钟运行在钍上，它的原子核只需要紫外线就能产生能量跳跃。

“有了第一个原型，我们已经证明：钍可以用作超高精度测量的计时器，”团队成员托尔斯滕·舒姆（Thorsten Schumm）说，他是维也纳理工大学的物理学家。“剩下要做的就是技术开发工作，预计不会再有重大障碍了。”

新推出的核时钟并不比当今最好的原子钟更精确，但舒姆说，他的团队应该会在几年内超过那些计时设备。“最早的汽车并不比马车快。这一切都是为了引入一个新概念，”舒姆说。“这正是我们现在通过核时钟所实现的。”

今年7月，另一组研究人员展示了迄今为止最精确的原子钟。这个时钟捕获了数千个原子来保持时间，每300亿年才会损失一秒钟。就规模而言，我们的宇宙还不到140亿年，地球也还不到50亿年。

对于时间本身来说，这确实是令人兴奋的时代！

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