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《自然》重磅! 刚刚，美国原子核钟突破! 全球仅存40克钍? 够了
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优府科技服务（北京）有限公司
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拓荒牛
2025-12-13
《自然》重磅! 刚刚，美国原子核钟突破! 全球仅存40克钍? 够了
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拓荒牛
2025-12-13
![](https://img2.tuohuangzu.com/uninf/images/202512/2025121316363134254.png"><p>要把故事讲清楚，我们得先聊聊主角：<strong>钍-229（thorium-229）。</strong></p><p>在原子钟的世界里，钍-229是当之无愧的皇冠明珠。普通原子钟（像铯原子钟）用的是电子的跃迁，而“核光钟”用的是原子核的跃迁。后者受外界干扰极小，理论精度能把现在的原子钟按在地上摩擦。</p><p>但这里有个巨大的bug：<strong>钍-229太少了。</strong></p><p>它不存在于自然界，只能从冷战时期遗留的武器级铀-233的衰变中提取。据估算，<strong>全世界目前的可用库存大约只有40克。</strong></p><p>按照以前的剧本，科学家们认为要把钍-229嵌入到一种特殊的、极其纯净的氟化晶体中。为了让激光能穿透晶体去“挠痒痒”原子核，这块晶体必须绝对透明。这就像是要为一位娇贵的公主建造一座完美的水晶宫殿。</p><p>hudson教授的团队之前花了整整15年去研究怎么长这个晶体，结果发现这玩意儿不仅难长，还特别“吃”原料——做一个样品至少要废掉1毫克的钍。</p><p>对于只有40克库存的人类来说，这简直是在烧钱，哦不，是在烧掉最后的希望啊。</p><p>直到现在。</p><p>在这篇最新的论文中，hudson团队提出了一个让所有同行大跌眼镜的思路：<strong>如果公主不需要住在水晶宫里呢？</strong></p><p>他们放弃了高大上的晶体生长，转身捡起了19世纪就发明的工业老手艺——<strong>电镀。</strong></p><p>是的，就是那个用来给便宜首饰镀金、防止汽车生锈的技术。研究人员直接拿了一块不锈钢圆盘，把钍-229配成溶液，通上电，在钢片表面镀了一层极其微薄的二氧化钍（229tho2）。</p><p>这层膜有多薄？<strong>大约10纳米。</strong></p><p>这波操作简直是把“贵族”拉进了“铁匠铺”。但就是这个像硬币一样的金属片，不仅坚固耐用，而且用掉的钍-229只有原来晶体方案的<strong>千分之一</strong>！</p><p>你可能会问：不透明的二氧化钍和不锈钢，激光怎么打进去？信号怎么读出来？</p><img)
![](https://img2.tuohuangzu.com/uninf/images/202512/2025121307361834550.png"><p>要把故事讲清楚，我们得先聊聊主角：<strong>钍-229（thorium-229）。</strong></p><p>在原子钟的世界里，钍-229是当之无愧的皇冠明珠。普通原子钟（像铯原子钟）用的是电子的跃迁，而“核光钟”用的是原子核的跃迁。后者受外界干扰极小，理论精度能把现在的原子钟按在地上摩擦。</p><p>但这里有个巨大的bug：<strong>钍-229太少了。</strong></p><p>它不存在于自然界，只能从冷战时期遗留的武器级铀-233的衰变中提取。据估算，<strong>全世界目前的可用库存大约只有40克。</strong></p><p>按照以前的剧本，科学家们认为要把钍-229嵌入到一种特殊的、极其纯净的氟化晶体中。为了让激光能穿透晶体去“挠痒痒”原子核，这块晶体必须绝对透明。这就像是要为一位娇贵的公主建造一座完美的水晶宫殿。</p><p>hudson教授的团队之前花了整整15年去研究怎么长这个晶体，结果发现这玩意儿不仅难长，还特别“吃”原料——做一个样品至少要废掉1毫克的钍。</p><p>对于只有40克库存的人类来说，这简直是在烧钱，哦不，是在烧掉最后的希望啊。</p><p>直到现在。</p><p>在这篇最新的论文中，hudson团队提出了一个让所有同行大跌眼镜的思路：<strong>如果公主不需要住在水晶宫里呢？</strong></p><p>他们放弃了高大上的晶体生长，转身捡起了19世纪就发明的工业老手艺——<strong>电镀。</strong></p><p>是的，就是那个用来给便宜首饰镀金、防止汽车生锈的技术。研究人员直接拿了一块不锈钢圆盘，把钍-229配成溶液，通上电，在钢片表面镀了一层极其微薄的二氧化钍（229tho2）。</p><p>这层膜有多薄？<strong>大约10纳米。</strong></p><p>这波操作简直是把“贵族”拉进了“铁匠铺”。但就是这个像硬币一样的金属片，不仅坚固耐用，而且用掉的钍-229只有原来晶体方案的<strong>千分之一</strong>！</p><p>你可能会问：不透明的二氧化钍和不锈钢，激光怎么打进去？信号怎么读出来？</p><img)
