全球科學界正致力于揭開宇宙最大謎團之一——暗物質的本質。理論計算表明,不可見的暗物質(及暗能量)約占整個宇宙質量的80%,但至今仍未被探測到。核鐘的研發為此帶來了突破的可能,這種超精密裝置借助原子核振動測量時間并探尋基本粒子。
研制原子鐘需以放射性同位素釷 - 229為基礎。釷 - 229共振頻率極低,可用常規激光技術控制原子核。繼德國和美國物理學家近期成功利用釷 - 229后,以色列魏茨曼研究所研究人員提出探索暗物質的創新方法,該方法在成熟原子核原子鐘研制出來前就能使用。
新方法基于對釷 - 229吸收光譜的超精確測量。計算預測,即便暗物質的影響比引力弱一億倍,該技術也能探測到。目前雖未探測到預期偏差,但科學家已為未來探測奠定基礎。
研制出對弱相互作用靈敏度比現有方法高10萬億倍的高質量核鐘,不僅是基礎物理學領域的突破。這類裝置幾乎不受外部電磁場影響,有望對導航、通信和能源技術做出巨大貢獻。目前,歐洲研究理事會已撥款支持這項工作繼續開展。