Discussion: 永劫无间
据澳大利亚广播公司（ABC News）2026年10月8日报道，两个独立科研团队成功制造出全球首批“核钟”（nuclear clocks）。这些时钟通过追踪原子核内部极其微小的能量跃迁来计时，理论精度可达每3000万年仅误差1秒。虽然尚未超越当前最先进的原子钟，但科学家坚信核钟很快将成为人类有史以来最精确的计时工具。该成果已分别发表于《自然》杂志（Nature）的两篇论文中。
娱乐周刊核钟的工作原理：从电子到原子核的飞跃
当前全球最精确的计时器是原子钟，它利用铯或锶原子外层电子的振荡频率来定义“秒”。然而，电子云受外界电磁场干扰较大，原子钟的精度已接近物理极限。核钟则另辟蹊径——它直接探测原子核内部质子与中子集合体的量子态跃迁。新南威尔士大学物理学家维克托·弗拉姆鲍姆（Victor Flambaum）解释：“原子核的直径仅为整个原子的万分之一左右，体积小意味着它对外界干扰更不敏感，因此能够感知更细微的时间变化。”
娱乐速递核钟的核心材料是放射性同位素钍-229（thorium-229），其原子核拥有一个奇特的低能激发态，恰好能被紫外激光激发。当激光频率精确匹配核跃迁频率时，时钟便“滴答”一次。相比原子钟使用的微波波段，核钟的紫外光频率更高、周期更短，理论上能实现更高的时间分辨率。
娱乐看点两大团队平行突破：维也纳与博尔德的竞争
2026年10月7日，奥地利维也纳工业大学（TU Wien）与美国科罗拉多大学博尔德分校（CU Boulder）的团队同时在《自然》发表突破性成果。两套系统均采用钍-229掺杂晶体，但技术路径略有差异。
八卦资讯| 团队 | 机构 | 核心创新点 | 当前精度（相对不确定度） | 发表DOI |
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| Schumm团队 | 维也纳工业大学 | 使用氟化钙晶体掺杂钍-229，单一紫外激光锁定核跃迁 | 约10^-15量级 | 10.1038/s41586-026-11122-1 |
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| Ye团队 | 科罗拉多大学博尔德分校 / JILA | 采用复合光晶格技术，结合原子钟辅助稳频 | 约10^-13量级 | 10.1038/s41586-026-11084-4 |
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尽管目前的精度尚不及运行中的光晶格原子钟（可达10^-19量级），但两个团队均表示，核钟的裕度极大。博尔德团队负责人叶军（Jun Ye）在新闻稿中表示：“我们刚刚迈出第一步。未来通过改进激光稳定度和晶体质量，核钟的精度有望在五年内超越现有最佳原子钟。”
关键材料钍-229：核钟的心脏
钍-229是唯一一种原子核激发态能量低到可用激光直接驱动的同位素。它的核跃迁频率约为202.4纳米（真空紫外波段），恰好处于当前激光技术可覆盖的范围。维也纳团队在实验中使用的是高纯度钍-229掺杂的氟化钙（CaF₂）晶体，这些晶体由欧洲核子研究中心（CERN）的ISOLDE设施提供。
弗拉姆鲍姆教授指出：“钍-229的核跃迁就像一座天然的超稳定‘摆锤’——其自然线宽极窄，几乎不受环境电场、磁场影响。”这正是核钟未来可能达到无与伦比精度的根本原因。不过，目前生产足够数量的钍-229仍具挑战，全球年产量仅数毫克，且成本高昂。
应用前景：从GPS到暗物质探测
核钟的潜在应用远不止“报时”。在导航领域，GPS的定位精度直接依赖于卫星上原子钟的同步性——每十亿分之一秒的误差就会导致约30厘米的定位偏差。核钟若将精度再提升一个数量级，自动驾驶、地质勘测、精密测绘将迎来革命。
更深远的应用在基础物理。核钟的超高稳定性使其成为探测暗物质和检验相对论的理想平台。爱因斯坦的广义相对论预言，引力势能变化会引起时间膨胀；核钟能够测量海拔每米变化带来的微小时间差异，从而服务于地震预警和矿物探测。弗拉姆鲍姆补充说：“如果暗物质粒子偶尔与原子核发生相互作用，核钟的频率会发生微弱的偏移——这种效应只有核钟才可能捕捉到。”
研究历程与未来时间表
核钟的概念提出已近20年，但实验进展缓慢。2024年，物理学家首次成功用激光驱动了钍-229核跃迁，验证了原理可行性。2026年的这两篇论文则首次实现了完整闭环的核钟运行。
维也纳团队的托尔斯滕·舒姆（Thorsten Schumm）教授表示：“我们的时钟目前只能连续运行数小时，但稳定性提升路径很清晰。”他预计，未来两到三年内，核钟将开始赶超传统的铯喷泉钟；五年内有望达到10^-18量级。
FAQ常见问题
Q1: 核钟和原子钟有什么区别？哪个更精确？
A1: 原子钟利用原子外层电子能级跃迁，核钟利用原子核内能级跃迁。原子核体积更小、对外界干扰更不敏感，因此理论上核钟可以达到更高的精度。目前最先进的原子钟（如光晶格钟）精度约10^-19，核钟尚处于实验初期（10^-13~10^-15），但科学家认为核钟的终极精度有望超过原子钟。
Q2: 核钟使用放射性物质，安全吗？
A2: 安全的。核钟所使用的钍-229是一种放射性同位素，但每个时钟仅需极少量（微克级），且其衰变主要为α粒子释放，很容易被晶体封装屏蔽。实验装置工作时的辐射水平远低于自然本底，对人体和环境无危害。
展望：计时革命的开端
核钟的问世标志着时间测量从“原子层面”迈入“原子核层面”。尽管目前仍处于实验室原型阶段，但两个独立团队的技术路径验证了其可行性。随着激光技术和材料工程的进步，核钟有望在未来十年内取代原子钟成为新的时间基准，并推动导航、地震学和基础物理发现迈上新台阶。正如舒姆教授所言：“我们正在建造人类最灵敏的传感器——它不仅能告诉你现在几点，还能告诉你宇宙的秘密。”
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ABC News报道：两个团队成功制造首批核钟，利用钍-229原子核跃迁计时，精度达3000万年误差1秒。未来将用于GPS、暗物质探测与相对论检验。了解核钟工作原理与突破性意义。
