新加坡量子技術中心（CQT）與新加坡國立大學物理系團隊成功研發出全球最精準的光學原子鐘，成果於9月23日發表在國際學術期刊《自然》（Nature）上。
精確到小數點後19位
這台光學原子鐘由國大物理系副教授兼CQT首席研究員默里·巴雷特（Murray Barrett）團隊研製。測試數據顯示，此時鐘的頻率不確定度低至1×10⁻¹⁹，直接將光學原子鐘的測量精度推進至小數點後第19位，刷新了現有的世界紀錄。
為了檢驗其實際穩定性，研究團隊搭建了兩台完全相同的原型鍾，利用相關光譜技術進行了長達200多小時的連續比對。最終測得的雙鍾走時比對不確定度達到5.7×10⁻¹⁹，這也是人類迄今為止完成的最精密的時鐘比對實驗。
照片中，量子技術中心鐒原子鐘實驗室的照片是（從左起）副教授默里·巴雷特、博士生麥可·李和高級研究科學家凱爾·阿諾德。
我有信心，我們現在擁有的就是世界上最精確的鐘。 十年冷門攻關：為什麼選鑥元素？
自20世紀60年代起，銫原子鐘一直是全球時間計量的基準，支撐著衛星導航定位與通信網絡的精密同步。近年來，國際學界逐漸轉向振蕩更快的鐿、鍶、鋁等元素，而國大團隊在十年前便另闢蹊徑，成為全球唯一專注於鑥（Lutetium）元素計時方案的研究組。
鑥原子的核心優勢在於抗干擾能力極強。該原子鐘利用單個帶電的¹⁷⁶Lu⁺離子配合848納米波長雷射運行。相比其他元素容易受外界溫度或磁場波動影響，鑥原子的時鐘躍遷特性對環境極不敏感。巴雷特副教授指出，即便把這台鐘從酷熱的死亡谷直接移至嚴寒的南極高原，它的走時節奏也依然穩定。
在長達十年的攻關中，團隊攻克了一系列嚴苛的精密工程挑戰，並自主研發出「超精細平均」測量技術，徹底釋放了鑥原子的物理潛力。
未來我看不到這種時鐘被超越的可能。 劍指2030：重新定義人類的「1秒」
把時間切分到百億億分之一秒並精確計量，絕不僅僅是為了做一台更準的時鐘。超高精度的原子鐘能敏銳捕捉地球各處微弱的引力變化，幫助科學家探索未知的基礎物理現象，並在深空導航與地質監測中發揮關鍵作用。
目前，國際計量界正基於新一代光學原子鐘的數據，推進重新定義國際單位制中「秒」的標準，預計將於2030年或之後正式生效。國大團隊的這一突破，讓鑥原子鐘在這場全球時間標準的重塑競爭中占據了領跑地位。
📌 要點總結
✦ 國大CQT團隊研發鑥原子鐘，頻率不確定度達1×10⁻¹⁹，刷新全球最准原子鐘紀錄
✦ 兩台鐘比對測試超過200小時，比對不確定度達5.7×10⁻¹⁹
✦ 鑥原子鐘不受嚴苛溫差與磁場影響，有望參與2030年國際時間「秒」的重新定義
探索前沿科研，第一時間掌握國大硬核突破
