在最新一期的顶刊Nature上,有一项惊艳大家的成果。美国科罗拉多大学博尔德分校叶军带领的团队开发了一种基于原子核中能量微小变化的时钟(核钟),这比目前全球最好的计时器更精确,并且对干扰的敏感度更低。该研究实现了直接激发铀-229核时钟跃迁,测量了其频率,并首次和当前主流的铷-87原子钟进行了比测量。
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该成果是核基固态光学钟的开端,将对基础物理学研究产生深远影响。据了解,该文章从投稿到接受,仅仅用了27天,这速度简直羡煞旁人,并且还登上了本期Nature的封面,另一顶刊Science也对该研究进行了相关报道,可见其重要性。
本期nature封面
本文的第一通讯作者为叶军教授,他是一名“钟表匠”和“最准时的人”,在国内似乎名气不大,但他所做出的成就在全世界却是最顶尖的。叶军1967年出生于浙江绍兴,1989年本科毕业于上海交通大学应用物理学专业,1991年硕士毕业于美国新墨西哥大学,1997年博士毕业于美国科罗拉多大学(师从诺奖得主约翰·霍尔),1999年在加州理工学院完成博士后研究后回到了科罗拉多大学至今。
叶军教授
叶军在时钟建造领域一直处于世界的最前沿,在国际上多个研究组的竞争中,他建造了世界上最为精准的光学原子钟。2006年,他实现了锶原子光晶格钟;2018年,他制造的光学原子钟的相对精度相当于宇宙年龄误差100毫秒,这已经超出了当前的实际应用;2022年,他的团队采用了比之前精度精确50倍的方法,第一次在毫米尺度上验证了爱因斯坦的广义相对论,该精度的时钟相当于大约3000亿年只相差1秒,这与广义相对论的预言一致(当期Nature封面文章)。
叶军在实验室
叶军凭着对光学晶格钟的发明和发展做出的开创性贡献,在国际上获得过诸多大奖和荣誉,他2007年获“蔡司研究奖”、2020年和2021年,他和来自日本的香取秀俊一起,先后获得了“墨子量子奖”和科学突破奖基础物理学奖。叶军也被誉为华人世界中距离诺贝尔物理学奖最近的人,很多人都看好他和香取秀俊能一起获奖。其实叶军在其导师获得诺奖的研究项目:光学频率梳中就做出了重要的贡献。本次核钟的开发,是该领域的又一次重大突破,有望为基础物理带来新的认识。期待此次的研究成果能力助叶军登上科研的顶峰,荣获“诺贝尔奖”。相信若是下一次诺贝尔物理学奖颁发给“原分光”领域的话,叶军是很有竞争力的。