中國(guó)00后本科生搶在美國(guó)之前，攻克了核光鐘最后瓶頸！

2月11日，清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)在《Nature》發(fā)表重大成果，攻克了核光鐘研制的“最后一個(gè)核心瓶頸”——148nm連續(xù)波超窄線寬激光光源。而這篇文章的第一作者是清華大學(xué)00后本科生肖琦，不得不感嘆：中國(guó)的青年真是越來(lái)越強(qiáng)了！

1955年，英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室研制出第一個(gè)有實(shí)際意義的原子鐘——銫束原子鐘，3000年誤差只有1秒。1967年國(guó)際度量衡全體會(huì)議召開(kāi)，秒的長(zhǎng)度正式改用銫-133原子基態(tài)兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)躍遷輻射的電磁波頻率來(lái)定義。所謂原子鐘，實(shí)際上是利用原子核外電子能級(jí)躍遷放出電磁波，由于該電磁波頻率非常確定，通過(guò)數(shù)電磁波動(dòng)的周期數(shù)，就能得出1秒的長(zhǎng)度。

以秒的國(guó)際定義來(lái)說(shuō)，電磁波頻率是9192631770Hz，那數(shù)9192631770個(gè)周期就是一秒的長(zhǎng)度。根據(jù)常識(shí)，光的頻率越高，能測(cè)的時(shí)間越精準(zhǔn)。舉個(gè)極端的例子，比如一個(gè)電磁波的頻率是1Hz，也就是1秒鐘只振動(dòng)一次，那數(shù)一個(gè)周期就是一秒，要想搞出0.5秒的精度就是不可能的；而要搞出0.5秒精度的鐘，頻率至少得是2Hz。

頻率9192631770Hz的電磁波，波長(zhǎng)3.26厘米，屬于微波頻段。那使用更高頻段的電磁波，比如波長(zhǎng)在納米尺度的光波，就能得到更精準(zhǔn)的原子鐘，這種原子鐘就是光鐘。銫原子鐘的精度，大約相當(dāng)于千萬(wàn)年差一秒；而光鐘的精度，則相當(dāng)于百億年差一秒。

2026年2月10日，就在清華大學(xué)00后本科生攻克核光鐘“最后一個(gè)核心瓶頸”前一天，央視新聞發(fā)布消息，中國(guó)計(jì)量院研制的鍶原子光晶格鐘NIM-Sr1，正式獲準(zhǔn)校準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)光鐘參與校準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間“零”的突破。所以在光鐘時(shí)代，我國(guó)相當(dāng)于剛剛追上了國(guó)際先進(jìn)水平；而在核光鐘時(shí)代，我國(guó)靠著00后本科生的貢獻(xiàn)，相當(dāng)于已經(jīng)取得了領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

之前的銫原子鐘和光鐘，使用的是原子核外的電子能級(jí)躍遷；而本次突破的核光鐘，使用的是原子核能級(jí)的躍遷。原子核能級(jí)躍遷不僅釋放出的電磁波頻率更高，同時(shí)抗電磁環(huán)境干擾能力也更強(qiáng)。利用核光鐘，甚至可以測(cè)出引力場(chǎng)的微弱變化，不管是用來(lái)探測(cè)暗物質(zhì)還是做自主導(dǎo)航，都是一個(gè)利器。

長(zhǎng)期以來(lái)，核光鐘的瓶頸在于缺乏148nm連續(xù)波激光。為此，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）于2025年啟動(dòng)SUNSPOT計(jì)劃，面向148nm連續(xù)波光源開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)攻關(guān)。但很可惜，在2026年一開(kāi)年，中國(guó)00后本科生就率先攻克了這一技術(shù)，成功研制出了148nm連續(xù)波超窄線寬激光光源，首次將超穩(wěn)激光技術(shù)拓展至真空紫外波段，攻克了核光鐘研制的“最后一個(gè)核心瓶頸”。

如此一來(lái)，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）于2025年啟動(dòng)的SUNSPOT計(jì)劃，就要從148nm連續(xù)波光源專(zhuān)項(xiàng)攻關(guān)，變成復(fù)現(xiàn)中國(guó)團(tuán)隊(duì)的成果了。所以清華大學(xué)這次的成果，相當(dāng)于一次產(chǎn)生了兩個(gè)爆點(diǎn)：一是中國(guó)搶在美國(guó)前面搞出了148nm連續(xù)波光源！二是搞出這個(gè)光源的還是個(gè)00后本科生！

快哉！快哉！

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