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中國科學(xué)家提出一種新型固態(tài)原子鐘方案

2021-08-03 21:30:24 來源:中新社

中新社合肥8月3日電 (記者 吳蘭)未來原子鐘可以在低溫、高壓、移動平臺等具有挑戰(zhàn)性復(fù)雜環(huán)境下工作?記者3日從中國科學(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。

精密測量是人類深化認(rèn)知自然界的重要手段,諸如基本物理規(guī)律檢驗、基本物理常數(shù)測量、原子鐘和引力波探測等領(lǐng)域都以精密測量為基礎(chǔ)。而粒子的全同性是開展高精度測量的前提。但由于固態(tài)晶格的復(fù)雜性,高精度的實驗測量和理論分析存在極大的困難,若想在室溫大氣下實現(xiàn)這些難度則更高。

因此,目前尚未對固體中的類原子缺陷進行過高精度的全同性檢驗。

金剛石中的一種類原子缺陷——氮-空位色心,具有可通過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,研究人員對氮-空位色心的全同性進行了赫茲級水平的檢驗。實驗驚奇地發(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、移動平臺等具有挑戰(zhàn)性的復(fù)雜環(huán)境下工作。

目前,相關(guān)成果已申請專利。該工作提供了一種在固態(tài)自旋中開展精密測量的方法,未來測量精度可在低溫下進一步提升至毫赫茲水平。(完)

[ 責(zé)編:戰(zhàn)釗]

標(biāo)簽: 中國 中國科 中國科學(xué) 科學(xué)家