中国这台核光钟，为啥值得人类研究 50 年？

 前几天新华社发了官方报道，说中国科研团队造出了核光钟，还登上了顶级学术期刊《Nature》。

 虽然像什么本科生发Nature的事咱也早就习惯了，但核光钟这个词确实看着就强而有力。。。不知道是不是最新修仙小说看多了，哥们第一感觉这玩意是什么东皇钟同款新品神器吗？

什么！中国人重新定义时间？

地震前一天中国人就能知道？

清华本科生让中国核潜艇战力翻倍？

 不过呢，等到我仔细研究了一番以后，发现这些营销号说的虽然有点夸张，但这核光钟的技术确实顶。

 石英晶体通电可以以32768（2^15）赫兹振动，所以经过15次二分频，就可以输出1秒一个的信号，于是石英被做成晶振，用在各种电子元件里面。

 由于普朗克常数限制，这个频率也会是一个宇宙中的固定数值，所以拿它来计算时间简直完美。比如铯原子钟，就是利用铯-133的特定跃迁频率来定义1秒，所以国际单位制中一秒的定义就是铯-133跃迁频率的9192631770次振荡的时长。

 更别说一套原子钟做出来，还要搭载复杂的激光冷却、真空系统和近乎绝对零度的超低温环境。

 如果说核外电子是操场边的一圈羽毛，风一吹就跑了，那原子核就是操场中心的良子，任凭外界电磁干扰，它自岿然不动。

 OK，那这么神奇的妙妙工具，要怎么做出来呢？基本思路和原子钟是一样的：

首先，找一束激光去击中原子核，让它进入量子跃迁的激发态；

然后，计算原子核跃迁能量的特定频率，再把激光调到跟这个频率完全一致；

最后，测量这束被原子核完美校准的激光频率，再用“光频梳”等类似变速箱效果的工具，把光波频率还原到1秒。

完事，一个核光钟就做好了。

 因为造核光钟面临的第一个难题，就是能量。常规原子核的跃迁，需要极高能量的伽马射线才能激发，但人类目前的技术，还无法完全掌握伽马射线。。。（而且穿透力太强，可能破坏仪器）

 但这也同样是口嗨，因为直到2016年，科学家才第一次证明了钍-229存在这种激发态。至于钍-229跃迁到激发态需要多少能量，也是两眼一抹黑。

 这事儿难到连美国军方都无招了，2025年1月，美国国防高级研究计划局DARPA，专门发布了一个叫SUNSPOT的项目，核心目标之一就是死磕钍-229要用的这束激光。。。

 有趣的是，这篇光源Nature论文发表时，还因为作者署名引发过一小波网络讨论。当时，清华本科生肖琦是排第一的共同一作，而带他的博士生黄北辰排第四。所以一些网友开始讨论这些大佬的署名顺序和实验贡献到底谁大。

 最终，他们用1.4微克的钍-229制成了掺钍氟化钙晶体，然后在清华大学丁世谦团队的努力下，中国人自主研发的核光钟，成了。

 对了，这次10月7日的《Nature》大轴论文发表时，黄北辰也已经变成了第一顺位的共同一作，肖琦依然在列共同一作。

 不过现在的核光钟还没有超过最先进的原子光钟，距离真正小型化、进入卫星或其他实际装备，也还有很长的路要走。