科学家公布首批超高精度核钟

{"text":[[{"start":7.46,"text":"科学家公布了首批投入运行的核钟，这是国际社会升级并保障精确计时能力进程中的一个里程碑；精确计时对于支撑现代生活的数字系统至关重要。"}],[{"start":19.07,"text":"研究人员表示，在一项精密的物理实验中，基于放射性元素钍的设备达到了现有原子钟技术的水平。目前，他们正专注于改进这些设备，以使其具备实际应用价值。"}],[{"start":32.65,"text":"中国和欧洲多个团队研发时钟的努力，是保障时间计量安全这一更广泛探索的一部分。随着意外时钟故障和蓄意破坏的风险威胁到通信、金融交易及发电厂运行等所必需的电子系统，这一探索变得愈发重要。"}],[{"start":49.42,"text":"维也纳工业大学(TU Wien)物理学家托斯滕•舒姆(Thorsten Schumm)表示：“核钟有望具备最先进光学原子钟的卓越性能，同时大幅降低能耗，并采用更简单、更稳健的装置。可以肯定的是，未来两三年，核钟性能将取得非常迅速的进展。”"}],[{"start":66.8,"text":"核钟之所以得名，是因为它们利用了构成原子中心原子核的质子和中子所处状态中的微小能量变化。由于这些变化远小于长期以来原子钟技术测量的电子能量变化，核钟理论上能够进行更精确的测量。钍钟也应较不易受到外部电磁源的干扰，因为原子核比电子更能抵御这类干扰。"}],[{"start":null,"text":"

"}],[{"start":90.17999999999999,"text":"随着战时干扰和意外中断暴露出现有全球定位系统(GPS)的脆弱性，具备韧性的超高精度授时和导航方法已成为世界各国日益重视的国家安全优先事项。许多基础数字服务所依赖的精密时钟安装在卫星上，而卫星容易受到日益增加的航天器碎片等来源的干扰或损坏。"}],[{"start":111.19999999999999,"text":"研究人员在周三发表于《自然》(Nature)的论文中报告称，钍钟在一项测试中能够探测到“暗物质”，灵敏度可与最先进的原子钟相媲美。科学家表示，这些钟还可能具备其他实际优势，因为它们是基于氟化钙晶体的“固态”装置，而原子钟使用的是气体。"}],[{"start":null,"text":" "}],[{"start":130.51999999999998,"text":"清华大学(Tsinghua University)研究人员、此次中国团队工作的负责人丁世谦表示，核钟有望比现有最先进的光学原子钟体积更小、操作更简便；后者“精确度极高”，但仍是“复杂的实验室系统”。"}],[{"start":143.68999999999997,"text":"丁世谦表示：“如果这成为可能，就能将光钟级精度带出专业实验室，并使这种精度得到更广泛的应用，包括用于导航、太空测量和精确同步等领域。”"}],[{"start":156.08999999999997,"text":"钍钟的发展面临一些障碍，其中包括其稳定性仍远低于现有的光学原子钟。不过，研究人员表示，他们有信心在技术上实现重大改进。钍-229——钍钟所使用的钍元素形态——极为稀缺，也是前景可观的潜在癌症疗法的关键原料，因此供应受到严格管控。"}],[{"start":178.35999999999999,"text":"其他新型时钟技术也在研发和改进之中，包括基于稀土元素镱的装置。另一类有望成为下一代计时器的设备是所谓的分子钟，这类时钟利用单个分子的转动和振动运动。"}]],"url":"https://audio.ftcn.net.cn/album/a_1791646527_1495.mp3"}