11月18日,多伦多大学阿玛尔·武萨团队传来激动人心的消息:他们成功研制出全球首台低温单离子光钟。
这项突破的关键在于,研究人员成功将单个镱离子冷却至5K(-268.15℃),并使其在这一极端低温环境下稳定运行。
该技术让离子转变为近乎零扰动的“量子音叉”,有效抑制了热辐射导致的频率漂移。其精度较国际现行铯原子钟标准跃升百倍,长期稳定性实现了数量级的跨越。
从早期的微波频段起步,原子钟技术逐步演进至可见激光领域。每一代技术革新都使频率稳定性提升数个数量级,如今最先进的光学时钟精度已达18位小数,相当于以百万分之一毫米的精度丈量地月距离。
然而,即便是如此精密的装置,依然面临一个共同瓶颈:热扰动。用于调控光学时钟的原子,会受到周围组件(包括容纳它们的金属真空室)发出的红外辐射干扰。
多伦多团队的革命性突破在于:将捕获的单个镱离子冷却至5K以下,大幅抑制热辐射,从而从根本上消除了频率漂移的核心诱因之一。
在这种低温环境中,原子能够更持久、更精准地履行其“量子音叉”的职能,显著提升系统的长期稳定性能。
这项突破不仅为重新定义“秒”单位奠定了技术基础,更将推动卫星导航、高速通信及基本物理常数检验等前沿科学领域的长足发展。

