在精密计时领域，一场静默却深刻的革命正在酝酿。德国国家计量研究所所长艾克哈德·佩克带领的科研团队，与全球物理学家历经三十年攻关，正推动计时器从原子钟时代迈向核钟时代。这项突破不仅关乎时间测量精度的飞跃，更可能揭开暗物质本质、检验宇宙基本常数等科学谜题。
传统原子钟通过电子在原子轨道间的跃迁实现计时，其误差已压缩至每310亿年仅1秒。但电子受电磁场干扰的特性，始终限制着精度提升。1996年，莫斯科国立大学物理学家尤金·特卡利亚提出颠覆性方案：利用原子核内中子的稳定振荡替代电子跃迁。由于中子仅受强核力作用，且该力作用范围极短，核钟理论上可将误差降至每3000亿年1秒，精度提升近十倍。
实现这一构想的核心在于找到合适的原子核。多数原子核的共振能量需求远超现有激光技术极限，唯有放射性元素钍-229成为例外。其独特的能级结构使激光驱动成为可能，但具体跃迁能量仍需通过实验测定。美国加州大学洛杉矶分校的埃里克·哈德森团队创新采用晶体嵌入技术，将数十亿个钍-229原子集中增强信号，最终在2023年由欧洲核子研究中心将能隙不确定性大幅缩小。
2024年6月，中国科学家叶军团队在《自然》杂志公布突破性进展：其研发的激光装置成功激发钍-229核跃迁。尽管该装置尚未达到持续稳定运行的标准，但已首次观测到原子核形状在跃迁过程中的1.8%变化，并验证了核跃迁频率对精细结构常数的敏感性。这项成果被业界视为"核物理精密计量的曙光"，比利时天主教鲁汶大学专家桑德罗·克莱默评价称："此前从未有人能在实验中捕捉到这种微观变化。"
核钟的潜在价值远超计时领域。通过对比核钟（受强核力支配）与原子钟（受电磁力支配）的计时差异，科学家可探测基本物理常数是否随时间变化。更引人注目的是暗物质探测前景——占宇宙物质80%以上的暗物质虽仅通过引力相互作用，但理论模型预测超轻暗物质可能通过强核力干扰核钟运行。若该现象被证实，将为暗物质存在提供直接证据。
在应用层面，核钟展现出革命性优势。其不受电磁干扰的特性使其成为下一代GPS卫星时钟的理想选择，中子排列的稳定性更可实现前所未有的定位精度。哈德森指出，核钟的便携性与全温度适应性远超现有原子钟。国际计量界甚至开始讨论以中子振荡重新定义"秒"的可能性，尽管这一变革需要漫长过程。
当前制约核钟普及的瓶颈在于原料稀缺。全球现存的高质量钍-229仅40克，全部源自上世纪核武器计划的副产品。但科学家指出，每次实验仅需0.17微克，现有储备足够制造2亿台核钟。欧洲核子研究中心虽具备量产能力，但成本与效率仍是待解难题。随着技术成熟，这场始于实验室的计时革命，终将重塑人类对时间与宇宙的认知边界。
