未來(lái)原子鐘可以在低溫、高壓、移動(dòng)平臺(tái)等具有挑戰(zhàn)性復(fù)雜環(huán)境下工作？記者3日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校杜江峰院士、石發(fā)展教授提出一種新的原子鐘方案給出了肯定答案。
精密測(cè)量是人類(lèi)深化認(rèn)知自然界的重要手段，諸如基本物理規(guī)律檢驗(yàn)、基本物理常數(shù)測(cè)量、原子鐘和引力波探測(cè)等領(lǐng)域都以精密測(cè)量為基礎(chǔ)。而粒子的全同性是開(kāi)展高精度測(cè)量的前提。但由于固態(tài)晶格的復(fù)雜性，高精度的實(shí)驗(yàn)測(cè)量和理論分析存在極大的困難，若想在室溫大氣下實(shí)現(xiàn)這些難度則更高。
因此，目前尚未對(duì)固體中的類(lèi)原子缺陷進(jìn)行過(guò)高精度的全同性檢驗(yàn)。
金剛石中的一種類(lèi)原子缺陷——氮-空位色心，具有可通過(guò)激光照射讀出和初始化等優(yōu)良性質(zhì)。在室溫大氣條件下，研究人員對(duì)氮-空位色心的全同性進(jìn)行了赫茲級(jí)水平的檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)驚奇地發(fā)現(xiàn)，即使在室溫大氣條件下，不同的色心仍能在赫茲水平上表現(xiàn)為全同，而不均勻的晶格應(yīng)力可使色心產(chǎn)生數(shù)十赫茲的差異。
基于這一檢驗(yàn)結(jié)果，研究人員提出一種固態(tài)原子鐘新方案。相較于現(xiàn)有商用原子鐘，該固態(tài)原子鐘更適合在低溫、高壓、移動(dòng)平臺(tái)等具有挑戰(zhàn)性的復(fù)雜環(huán)境下工作。
目前，相關(guān)成果已申請(qǐng)專(zhuān)利。該工作提供了一種在固態(tài)自旋中開(kāi)展精密測(cè)量的方法，未來(lái)測(cè)量精度可在低溫下進(jìn)一步提升至毫赫茲水平。(記者 吳蘭)
來(lái)源：中國(guó)新聞網(wǎng)
