核钟让原子核承担计时任务

维也纳和北京的两个独立团队研制出了可运行的核钟，利用原子核内部的能量变化测量时间。这些原型的性能尚未超过最先进的原子钟，但展示了一项物理学家追求了近50年的技术。

据《自然》杂志介绍，这两套装置均使用激光和嵌入晶体中的钍同位素钍-229。传统原子钟依靠涉及电子的能量变化计时，核钟则利用原子核内部的变化，而原子核对外界干扰的敏感度更低。这里的“核”指的是计时机制，而不是基于核裂变或核聚变的动力来源。

维也纳的核钟在无人干预的情况下稳定运行了24小时以上。其测得的精度相当于每3000万年误差约一秒。相比之下，最先进的传统原子钟在数十亿年间才会快或慢一秒。

这项技术的潜力不止于计时。在一项寻找暗物质的实验中，维也纳装置达到了最先进原子钟的性能水平，但并未探测到暗物质。研究人员希望，改进后的版本能够对基础物理学开展更精确的检验。两个团队的优势也互为补充：维也纳的钍晶体光学性能更好、钍浓度更高，而北京的激光更强，这为提升性能提供了一条切实可行的路径。