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核光学钟领域迎来黎明,叶军团队用紫外光学频率梳测量原子核激发态,为精密计量提供下一代平台

DeepTech深科技  · 公众号  · 科技媒体  · 2024-10-15 16:42
    

主要观点总结

本文主要介绍了张传坤及其导师叶军领导的研究团队在原子核钟领域取得的重大突破。他们利用新型激光系统和晶体样品成功观察到钍原子的激发态,并完成了基于核的新型时钟的研究。这一成果标志着基于核的固态光学钟的开端,并为未来的基础物理研究提供了新平台。文章还介绍了研究过程中的关键事件和合作情况。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景及意义

随着科技的不断进步,计时工具的精确度越来越高,原子钟是目前最精确的计时工具。然而,基于原子钟的电子跃迁能级相对较高的能量,而原子核的能量通常更高。因此,基于原子核的新型时钟的研究具有重要意义。

关键观点2: 研究团队及成果

张传坤和叶军领导的研究团队在真空紫外光学频率梳技术和电子跃迁的频率测量方面有着扎实的基础。他们利用新型激光系统和晶体样品,成功观察到钍原子的激发态,并完成了基于核的新型时钟的研究。这一成果为未来的基础物理研究提供了新平台。

关键观点3: 研究过程中的关键事件

研究过程中,团队经历了样品制备、实验调试、数据采集和分析等关键步骤。他们与多方合作,包括欧洲核子研究中心、IMRA America公司等,共同完成了这一研究。最终,相关论文发表在《Nature》杂志上。

关键观点4: 未来工作计划

未来,研究团队计划进一步提高测量精度,探索其他参数对核钟的影响,如温度变化和不同晶体的影响。他们还想探索更快速地读取激发态数据的方法,以缩短测量周期,提高实验效率。

关键观点5: 研究的社会影响

这项研究不仅在学术领域具有重要意义,还有望在定位技术、数据传输等领域带来革新。全球定位系统和互联网数据传输都依赖于高精度的计时技术,便携式的小型化原子核时钟可能会带来这些相关领域的技术革新。


文章预览

“本来在睡觉的同事们半夜都醒了,看到消息之后他们迅速打车赶回实验室。大家看到信号后都非常兴奋。”对于最近作为封面故事发表在 Nature 的论文,张传坤至今难忘这一幕。 张传坤的导师是著名科学家 叶军 ,美国科罗拉多大学博尔德分校教授和美国国家科学院院士。多年来,他和团队在原子分子光物理领域建树颇多,课题组也吸引了来自全球不同国家的博士生。 图 | 叶军 (来源:资料图) 张传坤,便是该团队的一名在读博士生。此前,他本科毕业于清华大学。后来,他慕名来到 叶军 课题组。 图 | 叶军 实验室的核钟团队,从左至右依次为杰克·多伊尔(Jack Doyle)、叶军、Tian Ooi、杰克·希金斯(Jake Higgins)、张传坤(来源:Ye Labs,JILA,NIST and Univ. Colorado) 这几年来, 叶军 课题组的多项重要科研成果陆续发表在 Nature 、 Science 等杂志 ………………………………

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