据英国《新科学家》周刊网站5月24日报道，核时钟可能是宇宙中最好的计时器。
报道说，金属元素钍原子核发出的一种难以捉摸的闪光让我们朝着建造核时钟又迈近了一步。核时钟可能是宇宙中最精确的计时器，有助于我们探索对宇宙的认识。
你可能听说过原子钟，它利用原子核周围电子的能量水平来计时，因为每个电子只能有某种固定的能量水平。把激光调整到合适的频率就能使研究人员让电子在其中两个能量水平之间弹跳。正是这种频率起到了原子钟的“嘀嗒”钟摆走时作用，使时间精确度保持在每10亿年只损失几秒的水平。
(资料图)
原子核也能在不同的能量水平之间跳跃。特别是，放射性金属钍的原子核在能量水平上异常小，这就会使时钟变得特别精确，也将使我们更多地了解原子核的内部运作情况。
物理学家此前一直无法确定建造这样一个时钟所需的精确激光频率，但现在，德国路德维希-马克西米利安-慕尼黑大学的桑德罗·克雷默和他的同事们已经确定了这一频率。
一般情况下，钍发射电子的可能性是发射光子的十亿倍，但是，通过将原子核嵌入氟化钙和氟化镁的晶格中，克雷默团队就能够改变这种可能性。凭借在电子上产生光子的能力，研究人员可以足够精确地测量这种光闪来确定其频率，这种测量方式的不确定性是以前测量方式的七分之一。
制造核时钟正需要以这样的频率向钍原子核发射激光。克雷默说：“显示你能够将它(频率)控制到可以看到出现光子信号的程度，对考虑建造核时钟来说是一个重要的里程碑。”
为了产生并非自然存在的放射性钍，克雷默和他的团队在位于瑞士的欧洲核子研究中心的一个设施里对铀目标发射质子，产生出一束具有放射性的锕离子。随后，研究人员将锕离子射入氟化钙和氟化镁晶体，然后衰变成能产生光子的具有放射性的钍原子核。
克雷默说，这项工作意味着我们现在对钍原子核的了解几乎足以建造一个发挥功效的核时钟，而且有研究小组已经在尝试建造一种能够激发原子核的激光发射器——但最后的障碍可能是需要数年时间将共振频率微调到完美的程度。
如果成功，核时钟能够告诉我们原子核的内部运作情况，探测宇宙一些基本力量的差异，并对现有的已经非常精确的原子钟加以改进。
德国国家计量学研究所的专家埃克哈德·派克说：“它(核时钟)所依赖的不同特征——原子核共振——会使为了寻找新物理学在量子领域或相对论中的影响而将这种核时钟与已建的原子钟进行比较变得有趣。”他说，在原子核规模上运行的或强或弱的力与作用在原子钟上的力不同，因此，任何差异都可能暗示着新物理学原理的存在。
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