1.4微克核素，做出领先欧洲一个数量级的核光钟——中国团队用的材料，只有对手的二百分之一。

2026年10月7号，清华大学物理系副教授丁世谦团队的论文在《自然》杂志上线，标题是"锁定至钍-229的核钟"。团队用148纳米连续波真空紫外激光和掺钍-229氟化钙晶体，把激光频率锁定到核跃迁，在国际上率先实现核光钟稳定运行。跟欧洲团队的论文同一天上线，中国先一步跑通。

核光钟和原子光钟的区别，在于计时的"锚点"换了一层。原子光钟用电子跃迁做基准，核光钟用原子核内部跃迁做基准。原子核比电子层次更深，受外界电磁扰动更小，原理上精度上限更高。钍-229是目前唯一已知可以用桌面激光器激发核跃迁的核素，这个条件全世界只此一家。

可翻开账本一看，这事的核心不在核光钟有多准，在1.4微克这个数字。

钍-229是放射性同位素，全球供应极度受限。欧洲团队用的是较高浓度的掺钍晶体，中国团队拿到的钍-229核素只有1.4微克——大概一粒盐的十分之一。团队用这1.4微克，一次性成功生长出毫米尺度的高质量掺钍氟化钙晶体，单次生长所用核素约为欧洲团队的二百分之一。

材料少两个数量级，性能反而高一个数量级。这不是材料多的胜利，是技术路径选对了。

欧洲团队走高浓度路线，中国团队走低浓度高功率路线——激光器功率更高，晶体中钍-229浓度更低。两条路殊途同归，两台核光钟信号可比性差不多，但中国团队的秒级稳定度优于欧洲接近一个数量级。材料少，激光器就得自己造。148纳米连续波真空紫外激光，是丁世谦团队在国际上首次研制成功的，此前全球没有一台桌面激光器能稳定输出这个波长的连续光。光源瓶颈卡了全世界，中国团队自己造了一台出来。

1.4微克的材料不允许试错。晶体生长一次就得成，核跃迁光谱测量一次就得准，闭环运行一次就得稳。团队建立了从核心光源、核光钟晶体、核跃迁光谱到闭环运行的完整技术体系，每个关键节点都是自主研制。固态核光钟还具备小型化和工程化优势，未来可能用于卫星导航、深空探测等高精度时间频率场景。现在的原子光钟体积庞大，需要庞大的真空系统和激光冷却装置，核光钟是固态的，钍-229掺杂在氟化钙晶体里，原理上可以做小做稳。

两台核光钟的日漂移量相当于300万年内大约1秒。目前最先进的原子钟，每400亿年误差不超过1秒。核光钟才跑通第一天，精度还差着好几个量级，但潜力远没有释放完。

约束不是劣势，是倒逼。材料少两个数量级，逼出了更高功率的激光器、更精准的晶体生长工艺、更完整的自主技术链。当一条技术链的每个关键节点都能自主可控，外部的材料封锁就封不住你。

参考资料：新华网、科技日报、清华大学物理系、中国网、人民网、Nature