封面新闻记者 张馨心漫展偷拍

近日，群众有名科学期刊《当然》杂志公布2024年度激动科学发展的十大东谈主物榜单。其中，德国国度计量盘考所物理学家埃克哈德·佩克（Ekkehard Peik）因激动核时钟的发展而入选。

德国国度计量盘考所物理学家埃克哈德·佩克。受访者供图

时候测量有着悠久的更变历史：从不雅察月相到钟摆，再到石英回荡器的发明……

咫尺，群众计时圭臬是一种基于铯原子微波频率跃迁的原子钟。跟着佩克告捷激勉基于原子核内微细能量跃迁的时钟，咱们比以往任何时候都更接近于见证一种新式计时器：核时钟。

核时钟的职责旨趣是什么？有哪些上风？是否存在危境？封面新闻独家专访德国国度计量盘考所的物理学家埃克哈德·佩克。

为什么要开采核时钟？

封面新闻：咫尺全国起始进的计时器具——原子钟依然饱和精确。为什么还接力于于开采核时钟呢？

佩克：原子钟的参考频率起头于原子电子壳层内的共振历程。当原子的外层电子发生再行陈列时，这一历程的频率界说了时钟“滴答”的速度。比如铯原子钟参考频率约为9.2吉赫兹，只需要指定使用铯原子以及它的频率，那么全国上任何使用铯的东谈主都不错成就出一个疏通频率的时钟，这是一个饱和便捷的决策。

核时钟是这个想法的延长，它将参考频率由电子壳层的跃迁鬈曲到原子核里面的跃迁。原子核里面的电荷比电子更细巧地集会在一谈。因此外部的扰动，比如碰撞、磁场和电场，对核里面跃迁历程的影响较小。核时钟不错更容易地幸免外部影响，这使得它愈加褂讪。

封面新闻：它会比原子钟精确若干？漫展偷拍

佩克：咫尺很难臆想核时钟将比原子钟精确若干。因为跟着时候的推移，原子钟依然取得遍及独特，当今它们比20年前要精确得多，但使用核跃迁依然具有昭着的上风。在我看来，精度至少不错提高10倍。

不外更迫切的问题并不是精度自身，而是核时钟是一种不同类型的时钟，它基于核历程。我以为，在改日一个迫切的盘考标的即是比拟核时钟与原子钟的各别，比如测试两种时钟在特定条目下（如广义相对论条目下）的发达是否疏通。这将是个值得盘考的规模，而不单是是为了激动时钟精度的进步。

为何20多年才取得实质性进展？

封面新闻：早在2001年，您就产生了建造核时钟的想法。为什么经过20多年才取得实质性进展？

佩克：我和共事克里斯蒂安·塔姆（Christian Tamm）在2001年就产生了建造一种全新时钟的想法，这个想法源于一篇核物理的盘考文件。盘考标明，钍-229有一个独特随便量的跃迁。咱们空洞到这个跃迁的频率落在咱们不错用激光来激勉的范围内，况兼咱们实验室那时依然有了可用的激光技巧，咱们猜度不错用它来制造时钟，甚而在几个月内就能完成这一盘考。

但斥逐这一成见远比预想要艰苦得多，主要原因是那时文件中跃迁的频率信息不够精确，使得咱们无法准确找到跃迁的位置。这并不是那时论文作家的包袱，而是因为在核物理实验中，得到这些信息自身就独特艰苦。

基于那时的而已，咱们坚硬到应该用蓝色光源来激勉核，但实验莫得告捷。跟着时候推移，咱们发现这个跃迁并不应该在蓝色区域，而应该在真空紫外线区域，这种光在空气中委果无法传播，制造这种激光系统也愈加艰苦。

此外，制备钍原子核亦然一个挑战，需要纠正和优化晶体坐褥历程来斥逐。种种问题重叠在一谈，让这个历程变得艰苦。这亦然为什么直到二十多年后，咱们才初次告捷驱动了这一跃迁。

封面新闻：是什么扶直您坚抓下去？

佩克：履历过多量次失败，我有时也会感到不振。但我从高中起就对物理学独特感神往。我既心爱念念考一些物理方面的基础问题，又心爱在实验室进行一些不错履行操作的形态，我所作念的盘考恰巧是两者的集会。尤其风趣的是，这是一个跨学科的挑战，我需要学习原子物理学、核物理学、固体物理学和激光技巧，并将它们交融领略。

同期，德国国度计量盘考长处期支抓了这个形态，我有独特专科的共事和极力的学生，这都让我的坚抓变得更容易。

是否依然皆备建造了核时钟？

封面新闻：当您看到核时钟第一次“滴答”作响时，您的感受是什么？我是否不错显露为这只是意味着核时钟的构想变成可能，但并不虞味着您依然皆备建造了核时钟？

佩克：那是2023年11月的一个下昼，那时我不在实验室，去外面插足会议。当我回归时，共事和学生们都显得独特慷慨，他们告诉我核时钟第一次发出“滴答”声。咱们在片霎的欢乐后，马上规复千里着安闲，先对这个音问进行了“守密”。在随后的一个月，咱们反复查验实验室的系数条目，说明看到的是有用信号。在摒除了东谈主为骚扰身分后，咱们无疑瑕瑜常欢叫的。

封面新闻：我是否不错显露为这只是意味着核时钟的构想变成可能，但并不虞味着您依然皆备建造了核时钟？

佩克：你所形容的时钟的“滴答”声履行上是初次激光激勉的截止，是以这并不是核时钟建形告捷的记号。由于咫尺依然存在好多技巧上的挑战，比如在发展激光系统上，咱们需要进步效能、松开线宽、并保证其褂讪运转，咱们很难臆想建造信得过的核时钟还需要若干年。但这一效能给了咱们以及全国其他有关盘考团队但愿和信心。我信托，近几年核时钟的有关盘考将加快进行。

这项技巧饱和安全吗？

封面新闻：对好多东谈主来说，“核”这个词让东谈主梦猜度潜在危境。您在盘登第有履行的风险吗，如故这项技巧是饱和安全的？

佩克：咱们的盘考委果莫得风险。为什么核技巧时时被以为有风险呢？这是因为某些核历程可能会开释出高能量。即使是单个原子的衰变，也能开释出遍及能量。筹商词，咱们所盘考的核，其能量独特低。从这个角度来看，它与咱们在化学历程中常见的原子或分子并莫得本色差异。

钍-229同位素自身是有辐射性的，它会发生α衰变，半衰期约为8000年，这意味着它并不是当然丰采很高的同位素，必须通过核反映堆坐褥，并从中索求出来。咱们只需要使用微克级别的量进行核时钟实验，与此有关的能量开释委果不错忽略不计。

封面新闻：您被《当然》杂志评为2024年年度十大东谈主物之一。对此有何感受？您能给年青盘考东谈主员一些残暴吗？

佩克：得知这个音问独特欢叫，因为这是一个独特高的荣誉。不仅对我，亦然对系数这个词团队的认同。咱们团队中有好多优秀的科学家，咱们共同极力，才取得了今天的收获。这个荣誉细目了咱们在这个全新规模所作念出的草创性职责。我但愿有时从此次履历中学到更多，并陆续在这个规模中陆续探索和独特。同期，我信服改日会有更多的盘考者加入这个规模。

我以为好的盘考往往源于东谈主们随从我方的好奇心，并在此基础上束缚极力。是以，我残暴年青的盘考东谈主员发现我方的神往，去寻找新的想法和有远景的规模漫展偷拍，并任重道远地追求它。