科技日報北京10月7日電 （記者華凌）記者7日從清華大學獲悉，該校物理系丁世謙團隊依托自主研制的148納米連續波真空紫外激光，以及與合作團隊共同研制的摻釷-229氟化鈣晶體，將激光頻率鎖定至核躍遷，實現核光鐘運行，推動量子精密測量由電子躍遷拓展至原子核躍遷。相關成果7日在線發表於《自然》雜志。該工作與歐洲團隊同期完成，在國際上率先實現了釷-229核光鐘的運行。

　　原子光鐘利用原子中的電子躍遷獲取時間基准，而核光鐘利用釷-229原子核內部躍遷作為頻率參考，受外界電磁環境擾動更小，原理上有望實現更高計時精度。不僅如此，固態核光鐘還具備潛在的小型化和工程化優勢，有望為衛星導航、深空探測等場景中的高精度時間頻率需求提供實用的技術選擇，是當前量子精密測量領域國際競爭的重要前沿。同時，核光鐘可為檢驗基本物理規律提供新的精密探測平台，它的實現還意味著量子操控的能力深入到原子核尺度。

　　然而，長期以來，核光鐘研制面臨兩大難題：缺少148納米連續波激光，以及釷-229核素稀缺。該研究團隊在國際上首次研制出148納米連續波真空紫外激光，解決了精確驅動釷-229核躍遷的光源瓶頸。面對核素受限難題，在多方協同攻關下，團隊使用僅有的1.4微克釷-229一次性成功生長出毫米尺度的高質量摻釷氟化鈣晶體，其單次生長所用核素僅約為歐洲團隊的二百分之一。團隊完成了核躍遷光譜測量與頻率閉環鎖定，實現了從測量核躍遷到用核躍遷計時的關鍵跨越。同時，團隊實現的核光鐘秒級穩定度優於同期歐洲團隊近一個數量級。

　　據介紹，該成果構建起從光源、晶體、光譜測量到閉環運行的完整技術體系，是我國科學界具有標志性意義的重大原創突破。