光學(xué)核子時鐘的科研之路
釷-299原子核具有所有已知的核素之間的獨特屬性:它應(yīng)該有可能激發(fā)紫外線。到目前為止,很少有對釷-299原子核的低能狀態(tài)進行相關(guān)的研究工作。同事們聚在一起,來自慕尼黑和美因茲的德國物理研究院的研究人員已經(jīng)進行了首次測量用光學(xué)方法的一些重要性質(zhì)的原子核狀態(tài),如形狀的電荷分布。 通過這種方式,可以監(jiān)測原子核的激光激發(fā),從而使光學(xué)核鐘能夠?qū)崿F(xiàn)比現(xiàn)今的原子鐘更精確的“滴答”。科學(xué)家已經(jīng)在日前《自然》雜志上報告了他們的結(jié)果。 上圖所示是德國物理研究院的科學(xué)家Johannes Thielking激光裝置在對釷-299原子核性能測量。圖片來源:德國物理研究院 早在15年前,Ekkehard Peik和Christian Tamm就曾在德國物理研究院開發(fā)了一個新的原子鐘,其具有獨特的性能,不是像今天的原子鐘那樣利用電子殼中的兩個狀態(tài)之間的過渡頻率作為時鐘的脈沖發(fā)生器,而是他們設(shè)想使用原子核中的躍遷頻率進行實現(xiàn)。因為原子核中的質(zhì)子和中子比原子殼層中的電子被密集地填充了幾個數(shù)量級,所以它們對外界干擾的敏感度降低,這些干擾可以改變它們的轉(zhuǎn)換頻率,從而為高精度時鐘提供了良好的條件。 |