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时间 ， 本是眼不能见 。 而日影变换、时钟滴答 ， 则以人眼可见的方式 ， 映现岁月的流逝 。
自古以来 ， 计时时钟的发展历经诸多阶段 ， 从沙漏、机械臂摆钟、手表&怀表、以晶体振荡器为核心的电子钟等 ， 直到现代的原子钟......
制备钟表的核心是 ， 钟内部的控制系统、即钟摆和游丝等零件的周期要十分稳定 ， 不受外界影响 。
目前最精确的钟是“原子钟” ， 其背后的控制系统利用原子中的一条特别稳定的谱线做钟摆 ， 能做到百亿年误差不到一秒 。
但是 ， 随着相关研究的深入 ， 人们在提高原子钟的精度时 ， 遇到了新的天花板 ， 科学家几乎已经穷尽能做原子钟钟摆的所有原子谱线 。
那么 ， 该如何破局？这时 ， 人们开始使用原子核的谱线来做新一代时钟的“钟摆” 。 大多数原子核谱线的震动误差 ， 确实比原子谱线的小得多 。
但仍然存在的难题是 ， 如何让原子核“钟摆”既可控、又高效地震动起来 。
1 月 31 日 ， 复旦大学教授符长波担任共同通讯作者的论文《飞秒泵浦时抖动电子与离子库伦碰撞所产生的同质异能态》（Femtosecond Pumping of Nuclear Isomeric States by the Coulomb Collision of Ions with Quivering Electrons）解决了上述难题 ， 论文发表在 Physical Review Letters 上 [1] 。

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图 | 相关论文（来源：Physical Review Letters）
该工作发现了一种能让原子核钟摆超高速运动的方法 ， 可用于核时钟和核激光等 。 实验中 ， 研究人员首次观测到超快的核激发 ， 这意味着利用激光等离子体、去研究飞秒时间尺度的核过程是可行的 。
符长波表示：“从沙漏、摆钟、到原子钟、核钟 ， 是一段长长的追求极致之路 。 我们希望这次的新方法 ， 能对人类计时器发展有所贡献 。 ”

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献给人类发现核同质异能态的第 100 周年的“礼物”

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图 | 左起：上海交大物理与天文学院陈黎明教授、论文一作冯杰以及符长波（来源：符长波）
要想理解该研究 ， 先得知道原子核同质异能态 。 它指的是具有相同质子和中子数的原子核所处的长寿命激发态 ， 相应的核素被称为核同质异能素 。
2022 年 ， 恰逢人类发现核同质异能态的第 100 周年 ， 该论文于此时刊发也颇有纪念意义 。 而高效激发同质异能态 ， 对于核时标、核电池、天体核素演化、核 γ 射线激光、清洁核能等研究至关重要 。
上述应用中的绝大部分 ， 都极其依赖寿命较短的同质异能素的快速激发 。 但是 ， 对短寿命同核异能态来说 ， 受限于微小的核激发截面、以及快速衰变这俩特点 ， 很难积累大量的较低峰值密度的核激发装置 。
这时 ， 符长波和合作伙伴将灵感指向激光等离子体 。 激光等离子体的密度极高 ， 当把激光和近固体密度氪（Kr）团簇的非线性共振加热 ， 就能收获高密度高能量的电子 。
借助该方法 ， 该团队首次让高密度快速振荡的电子 ， 在数十飞秒内库伦激发出 83Kr 原子核 。
实验中 ， 符长波等人还观测到同质异能态 83mKr 以 2.34×1015p/s 的超高峰值效率被激发 。 其中 ， 泵浦效率比传统加速器高出大约 5 个量级 。