化工儀器網(wǎng)首頁(yè)>資訊中心>行業(yè)百態(tài)>正文

關(guān)鍵技術(shù)得到突破 核鐘距離我們?cè)絹?lái)越近
2024年09月09日 11:32:48 來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：5237

核鐘利用原子核內(nèi)部質(zhì)子和中子在特定能級(jí)之間的躍遷來(lái)計(jì)時(shí)。相較于原子鐘，這種躍遷涉及原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的精細(xì)變化，而原子核受到外部環(huán)境的干擾遠(yuǎn)小于電子，因此原子核的躍遷穩(wěn)定性更高。

　　【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】原子鐘是一種基于量子力學(xué)中的原子能級(jí)躍遷進(jìn)行計(jì)時(shí)的時(shí)間測(cè)量設(shè)備，其穩(wěn)定性非常高，一般來(lái)說(shuō)數(shù)百萬(wàn)年內(nèi)才會(huì)產(chǎn)生1秒的誤差。也正因?yàn)槠涓呔鹊奶攸c(diǎn)，原子鐘在多個(gè)領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用，尤其是在導(dǎo)航、通信、航天領(lǐng)域，具備一定的不可替代性。可即便如此，科學(xué)家依舊不滿足于現(xiàn)狀，一直在尋找一種超越現(xiàn)有原子鐘的超精確計(jì)時(shí)技術(shù)。核鐘便是一個(gè)重要的發(fā)展方向。
 
　　核鐘利用原子核內(nèi)部質(zhì)子和中子在特定能級(jí)之間的躍遷來(lái)計(jì)時(shí)。相較于原子鐘，這種躍遷涉及原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的精細(xì)變化，而原子核受到外部環(huán)境的干擾遠(yuǎn)小于電子，因此原子核的躍遷穩(wěn)定性更高。
 
　　但發(fā)展核鐘本身存在許多現(xiàn)階段難以解決的難點(diǎn)。一方面，由于原子核的能級(jí)躍遷非常難以直接觀察和測(cè)量，因此需要極高的能量和精度來(lái)激發(fā)和探測(cè)這些躍遷——大多數(shù)原子核需要相干X射線(高頻光)撞擊才能實(shí)現(xiàn)能量躍遷，遠(yuǎn)超現(xiàn)有技術(shù)所能產(chǎn)生的能量。另一方面要精確控制激光頻率以匹配原子核的躍遷能量，需要先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，目前，這些技術(shù)仍處于發(fā)展階段。
 
　　關(guān)于這兩方面難題，前者在科學(xué)家的不斷探索中得到了解決?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)釷-229的原子核能量躍遷比任何其他已知原子都小，只需紫外光激發(fā)即可，因此也順理成章的將其作為一個(gè)重要的突破口。
 
　　而另一個(gè)問(wèn)題似乎也在最近得到了起色。據(jù)悉，由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所和科羅拉多大學(xué)博爾德分校聯(lián)合成立的實(shí)驗(yàn)天體物理聯(lián)合研究所(JILA)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)，成功運(yùn)用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的紫外線激光，對(duì)嵌入固體晶體的釷原子核中能量躍遷的頻率進(jìn)行了精確測(cè)量。并借助光學(xué)頻率梳計(jì)算出產(chǎn)生該能量躍遷的紫外線波周期數(shù)。這一實(shí)驗(yàn)一定程度上涵蓋了核鐘的所有關(guān)鍵技術(shù)。值得一提的是，新研究中，研究團(tuán)隊(duì)還建立了核躍遷和原子鐘之間的首個(gè)直接頻率鏈接，這將是開(kāi)發(fā)核鐘并與現(xiàn)有計(jì)時(shí)系統(tǒng)集成的關(guān)鍵一步。
 
　　可以期待的是，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究的深入，核鐘技術(shù)趨于成熟，它將為基礎(chǔ)物理研究及精密測(cè)量學(xué)帶去新的可能，眾多技術(shù)會(huì)因此革新。屆時(shí)，核鐘也將以重要儀器的身份，參與到全球定位系統(tǒng)的改進(jìn)、深空探測(cè)任務(wù)的導(dǎo)航以及地球物理學(xué)、天體物理學(xué)和宇宙學(xué)中的多種精密測(cè)量任務(wù)中去，發(fā)揮重要作用。
關(guān)鍵詞

相關(guān)閱讀 Related Reading

查看更多+

  • 世界首套！我國(guó)建立微波亮溫度國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)

    近日，市場(chǎng)監(jiān)管總局在國(guó)際上率先批準(zhǔn)新建微波亮溫度國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)，該計(jì)量基準(zhǔn)有利于解決射電天文、行星探索等領(lǐng)域微波亮溫度參數(shù)長(zhǎng)期無(wú)法直...
    2025-01-16 16:00:48

  • 預(yù)算720萬(wàn) 河南科技大學(xué)采購(gòu)分析儀器

    近日，河南科技大學(xué)就“河南科技大學(xué)航空航天先進(jìn)動(dòng)力技術(shù)平臺(tái)-動(dòng)力工程及工程熱物理博士點(diǎn)學(xué)科提升項(xiàng)目”發(fā)布公開(kāi)招標(biāo)公告，預(yù)算金額為7...
    2025-01-13 09:20:20

  • 上海理工大學(xué)大面積高速刻寫(xiě)系統(tǒng)中標(biāo)結(jié)果公告

    項(xiàng)目名稱：上海理工大學(xué)大面積高速刻寫(xiě)系統(tǒng)，項(xiàng)目編號(hào)：2523-244GXGJ09010，招標(biāo)范圍：大面積高速刻寫(xiě)系統(tǒng)1套，招標(biāo)機(jī)構(gòu)...
    2025-01-09 09:37:46

  • 直掃式激光跟蹤儀中標(biāo)結(jié)果公告

    項(xiàng)目名稱：直掃式激光跟蹤儀，項(xiàng)目編號(hào)：0753-244024226001，招標(biāo)范圍：直掃式激光跟蹤儀1臺(tái)，招標(biāo)機(jī)構(gòu)：中國(guó)船舶集團(tuán)物...
    2025-01-09 09:35:48

  • 市場(chǎng)監(jiān)管總局?jǐn)M新建3項(xiàng)國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)

    1月6日，市場(chǎng)監(jiān)管總局公布擬新建“端度基準(zhǔn)裝置”“室內(nèi)大長(zhǎng)度比長(zhǎng)基準(zhǔn)裝置”“區(qū)域法表面與亞表面結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)基準(zhǔn)裝置”3項(xiàng)國(guó)家計(jì)量基...
    2025-01-07 13:18:39

  • 市場(chǎng)監(jiān)管總局啟動(dòng)2025年國(guó)家計(jì)量比對(duì)項(xiàng)目征集

    市場(chǎng)監(jiān)管總局啟動(dòng)2025年國(guó)家計(jì)量比對(duì)項(xiàng)目征集，旨在提升監(jiān)管效能，保障全國(guó)量值傳遞溯源準(zhǔn)確可靠。鼓勵(lì)前瞻謀劃，聚焦民生保障和未來(lái)產(chǎn)...
    2024-12-31 10:03:14

版權(quán)與免責(zé)聲明

  • ①凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
  • ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來(lái)源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類(lèi)作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
  • ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。