咱们每天看时间,用手机、手表,觉得“一秒就是一秒”,天经地义。
但你有没有想过,宇宙里那些“不变”的常数,真的永远不变吗?
2025年,一群科学家用一块掺了钍-229的晶体,干了一件可能动摇现代物理学根基的事。
说句实在话,原子钟已经够牛了——误差几十亿年才差1秒。
但维也纳工业大学和美国JILA实验室联手搞出的“核钟”,直接把精度拉到新高度。
他们用激光精准激发钍-229原子核,测得其跃迁频率为2020407384335千赫兹,误差仅±2千赫兹!
这数字听着枯燥,可背后藏着大玄机。
陈叔查了最新资料:这项成果其实建立在2024年9月世界首台钍核钟原型诞生的基础上。
而到了2025年下半年,团队不仅验证了核钟可行性,更发现它对精细结构常数α(约1/137)的变化极其敏感。
要知道,α控制着电磁力强弱。
如果它变了,化学反应、光的行为、甚至原子稳定性都可能崩盘。
从另一个角度看,这次实验最炸裂的不是计时多准,而是探测新物理的能力暴涨6000倍!
传统原子钟靠电子跃迁,而核钟利用原子核内部变化。
钍-229的核激发态能量极低,且对α异常敏感,理论预测其敏感因子K高达10⁴量级,比最强原子系统高三千到一万倍。
托尔斯滕·舒姆,维也纳工大原子与亚原子物理研究所负责人,在2025年12月初发表于《自然·通讯》的论文中证实:哪怕α有极其微小的漂移,也会在钍核跃迁频率上被放大6000倍显现出来。
虽然目前还没观测到变化,但探测能力已到位。
陈叔注意到,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院也在同步推进相关研究,印证了这一增强效应的真实性。
更关键的是,欧洲核子研究中心(CERN)理论物理学家安德烈亚·卡普托评价:“这是前所未有的核结构探测精度。”
不过他也提醒:理论模型还需完善,实验已跑在理论前面了。
咱们地球每年绕太阳转一圈,若银河系暗物质晕分布不均,精细结构常数或许会随季节微微波动。
舒姆团队下一步计划,就是用升级版核钟连续监测钍-229跃迁频率,看它是否随地球公转呈现周期性变化。
为啥盯上暗物质?因为某些理论认为,超轻暗物质场可能与电磁相互作用耦合,导致α振荡。
过去用光纤连接的原子钟网络试过,但灵敏度不够。如今核钟登场,等于装上了“宇宙级显微镜”。
说白了,这不再只是造个更准的钟,而是在用时间本身当探针,扫描时空底层结构。
一旦发现α真在变,爱因斯坦相对论、标准模型都得重新审视——甚至可能揭开暗物质面纱。
人类对“不变”的执念,或许正是突破的起点。
钍-229核钟不仅是一台计时器,更是一把钥匙。
它可能打开一扇门,让我们窥见宇宙更深层的律动。
真正的科学革命,往往始于一个看似微小的“不一致”, 而今天,我们正站在这样的门槛上。
