精度躍升百倍！全球首台低溫單離子光學原子鐘問世

11月18日消息，據媒體報道，多倫多大學阿馬爾·武薩團隊成功研製全球首台低溫單離子光學原子鐘。

其核心突破在於將單個鍶離子冷卻至5K（-268.15℃） 的極低溫環境運行。

該技術使離子成為近乎無擾動的「量子調音叉」，顯著抑制熱輻射導致的頻率漂移，精度較當前國際標準銫原子鐘提升100倍，長期穩定性實現數量級跨越。

早期原子鐘採用微波頻段，後發展為可見雷射，每一代技術躍升均使頻率穩定性提升數個數量級，如今最先進的光學時鐘精度可達18位小數，相當於以百萬分之一毫米的精度測量地月距離。

然而，即便如此卓越的裝置仍面臨一個共同的局限：熱擾動。用於調節光學時鐘的原子會受到周圍部件（包括容納它們的金屬真空室）所發出的紅外輻射的干擾。

多倫多團隊的突破性在於：將捕獲的單個鍶離子冷卻至5K以下，極大抑制了熱輻射，徹底消除了頻率漂移的核心來源之一。

在此低溫環境下，原子可更持久、更精準地履行其「量子調音叉」職能，顯著提升系統長期穩定性。

此項突破不僅為重新定義「秒」提供技術基礎，還將推動衛星導航、高速通信及基本物理常數檢驗等前沿科學研究的發展。