原子核里的精确时间

主要观点总结

文章介绍了科学家如何利用原子的微小尺度和恒定特性发展出原子钟，并正尝试通过激发钍-229原子核来制造更精准的核钟。尽管目前核钟的精度尚不及原子钟，但这项技术有可能极大地改善全球定位系统以及深空导航技术，并且帮助物理学家探索物理世界中尚未被探索的广阔领域。

关键观点总结

关键观点1: 计时方法的历史发展。

人类一直在寻找更精确的计时方法，从钟摆的摆动周期到原子钟，再到现在的核钟。

关键观点2: 原子钟与核钟的工作原理。

原子钟利用原子吸收特定能量的光子时产生的稳定性进行高精度的时间测量。核钟则是通过激发原子核来进行计时，其精度比原子钟更高，且更稳定。

关键观点3: 钍-229在核钟研制中的重要性。

钍-229的原子核跃迁频率是构建核钟的关键，其所需的能量较低，处于核钟研发人员能实现的范围。

关键观点4: 核钟技术的潜在应用与影响。

核钟可能会催生出更便携、更坚固的时钟，应用于GPS卫星或航天器导航系统中，提高定位精度。此外，核钟还可能为物理学家提供研究自然力的新方法。

文章预览

图片来源：Pixa ba y 撰文｜艾莉森·帕歇尔（Allison Parshall）  翻译｜巢栩嘉 自古以来，太阳和月球规律的运行决定着地球上生命的节律。但数千年来，人类一直在寻找更精确的计时方法，比如钟摆的摆动周期，乃至如今电子钟表使用的石英晶体振荡周期。但缓慢滋生的无序状态总是会破坏计时系统的精准性。为了寻找真正恒定的计时方法，科学家将目光聚焦到了原子世界。 原子的微小尺度和恒定特性使时间能被分割得更精细且更稳定 ，由此诞生了如今为全球标准时间提供基准的原子钟。它极其精准， 每1亿年才会出现大约1秒的误差 。 数十年来，物理学家一直在尝试更近一步，越过原子的外层电子，深入原子核内部，消除干扰时钟计时的噪声。现在，他们终于 实现了构建核钟的关键步骤——精确测量钍-229原子核的跃迁频率 。这项研究以封面故事 ………………………………