时间计量是现代社会的基础需求。全国通用的“北京时间”依靠高性能原子钟组通过精密比对和校准实现，这些原子钟是人类掌握时间的重要工具。然而，传统原子光钟存在明显局限：其工作原理基于原子外层电子跃迁，但外层电子对电磁场环境极为敏感，外界干扰会导致频率变化，进而影响计时精度。目前，最高精度的原子光钟只能在严格的实验室条件下运行，难以推广应用。面对这个瓶颈，国际科学界提出了更具潜力的路径——核光钟。钍-229原子核的激发态能量最低，更容易被激光激发，其原子核内部跃迁可作为精密计时的参考标准。与外层电子跃迁相比，原子核跃迁对外部环境的敏感性显著降低，使核光钟对工作环境的要求更宽松，设备也有望更简化、更便携，测量精度继续提升。不过，核光钟研制面临一个核心难题：如何获得能精确操控钍-229原子核的148纳米连续激光。这一瓶颈长期困扰学术界，成为制约核光钟发展的关键障碍。清华大学副教授、北京量子信息科学研究院兼聘研究员丁世谦带领的年轻科研团队决定攻关这一难题。经过三年多研究，他们在实验室内实现了148纳米连续波激光输出，在国际上首次突破这一技术瓶颈。更重要的是，团队将超稳激光技术首次拓展到真空紫外波段，为核光钟研制提供了关键支撑。实现突破的过程也带来意外发现。研究团队采用四波混频技术，在约600摄氏度的镉蒸气中产生148纳米激光。按常规认识，蒸气中原子密度高、运动快且碰撞频繁，通常会在频率转换过程中引入更多噪声。但实验结果显示，借助四波混频产生的激光波动并未明显增加，仍保持了很高的稳定性。这一结果不仅验证了有关理论预期，也为激光技术向更短波段拓展提供了新的思路。值得关注的是，这项发表于《自然》杂志的成果，来自一支平均年龄不足30岁的团队。本科生肖琦与一位白俄罗斯籍留学生合作，共同担任论文第一作者。丁世谦表示，这是他带领的实验室成立四年来取得的首项实验成果，团队成员具备扎实的理论基础和较强的独立研究能力。展望未来，这项技术有望拓展应用场景。丁世谦团队计划继续优化激光器设计，缩小体积与占用空间。目前装置需要占据整个光学平台，面积约几平方米；优化后有望缩小至电脑机箱大小，提升便携性与实用性。该光源平台的用途也在扩展，除可服务新型导航系统外，还可支撑量子精密测量、量子信息相关实验，以及芯片与半导体检测等需求。
从日晷刻漏到原子钟，人类对时间精度的追求从未停止；这项突破是基础研究迈出关键一步的体现，也展示了我国在量子科技领域的持续创新能力。随着更多前沿方向被不断探索，中国科学家有望为人类认识世界提供更精确的“时间标尺”。