一场正在酝酿的计时革命：量子理论家展望核钟未来

背景：文章介绍了基于钍-229原子核中一个能量极低（约8.4 eV）的同核异能态跃迁来构建下一代原子核钟的前景。传统光学原子钟精度已极高，但原子核钟因其核跃迁对外界扰动极不敏感，在基础物理检验等方面潜力巨大。研究目的：文章旨在回顾原子钟原理与局限，阐述钍-229核钟的物理基础、优势及当前实验进展，并重点分析将钍离子掺杂到固态晶体（如CaF₂）中所面临的非均匀展宽等关键挑战，为未来发展提供技术路线图。结论：近期实验已实现钍-229核跃迁频率的高精度测量，并观察到其谱线在固态环境中的稳定性，但谱线非均匀展宽（达数十千赫兹）远超本征毫赫兹量级线宽，这主要源于晶体中的随机应变和电场梯度。未来需通过材料制备、退火及理论计算等手段减小展宽，以实现高精度固态核钟的最终目标。