著名物理學(xué)家霍金曾經(jīng)提到，關(guān)于宇宙的各種基本常數(shù)是周圍世界的鑰匙,，包括我們自己的身體,、太陽的光芒等等，都可以通過這些常數(shù)來揭示其中隱藏的宇宙規(guī)律,。

相對論中的光速c,、普朗克常數(shù)h、電荷常數(shù)e等等很多就是這樣的常數(shù),，而在這么多的常數(shù)中,，精細結(jié)構(gòu)常數(shù)α正是其中一顆“宇宙常數(shù)”，而它和其他的常數(shù)之間的聯(lián)系非常奇妙,。

然而在我們平常接觸的物質(zhì)中,，α的準(zhǔn)確數(shù)值也是非常難以測量的，盡管和前面提到的那些常數(shù)其實很容易的且準(zhǔn)確的被測量出來,，但是由于測量的突破性方法一直被人們尋思,，一直沒有完整的問世。

現(xiàn)在從美國加州大學(xué)洛杉磯分校傳來好消息,，他們的科學(xué)家們可以利用激光技術(shù)將激發(fā)原子核,，否則這種方法提供了一種比之前前所未有的測量手段，而這種手段一問世,，很多東西都可能會因此而改變,。原子核和激光的關(guān)系,。

我們常說的原子都是由原子核和原子核外的電子所構(gòu)成的，而這些電子又是由原子核中高速旋轉(zhuǎn)的質(zhì)子和中子所形成的強電場吸引住的軌道上的電子所構(gòu)成的,。

我們所說的原子可以發(fā)光這類現(xiàn)象是電子能級的躍遷的能量差正好為可見光,，所以我們才能看的見，而這個“能級差”正好對應(yīng)著原子核和電子的相互吸引力和電子自旋,、運動等方面的數(shù)學(xué)關(guān)系,。

其實我們之所以可以用這些電子來做既精準(zhǔn)又精密的時間測量，首先電子的質(zhì)量比原子核中央的質(zhì)子和中子要小很多,，這就意味著所需要的能量就會更低,，而更低的能量就需要更低的頻率，最終就最細微的變化都能被電子探測到,。

同時電子自旋的變化非常微小,，談不上“影響”，所以多個電子互相影響也幾乎不可能,，所以可以把整個原子看作一個被刻滿了可以進行計數(shù)的“時鐘”,。

這種原子則可以被用來進行時間測量，當(dāng)然效率也就會大幅度地提高,。

但是既然原子的“時鐘”是電子自旋,，那么這個時鐘最終是什么樣子呢？

這里的幅角就是電子自旋的方向,。

當(dāng)然了,，原子核也做了許多種改造來使倍頻結(jié)構(gòu)達到自己想要的程度，但是原子核和電子的整體結(jié)構(gòu)還是非常類似的,。

首先這個時鐘本質(zhì)上是電子自旋和諧振頻率的一個加工過的表現(xiàn),，所以測量原子的“時間”變化從表面上來說就是在測量電子的自旋變化。

但是我們也深知,，電子和原子核是有電荷的,，談到電荷就要談電磁場，電磁場不僅強大的互作用能夠影響電子的自旋和運動,，而且還能干一件關(guān)于原子時鐘最致命的事情,，那就是干涉嫩。

這一表述其實就是電磁場一直在干涉嫩,，不停與電子耦合,，使得電子的自旋狀態(tài)發(fā)生劇烈的變化，從而使得電子“時鐘”無法進行準(zhǔn)確的測定,，并且使得測量出來的時間變化非常不準(zhǔn),。

激光與原子核。

本質(zhì)上激光也是一個非常強大的電磁場,，但是激光和原子核的耦合程度要低很多,，所以他們更適合去干涉嫩,，如果我們能讓激光作用于整個原子更好的原子,，那么就可以完成一種“原子級”的干涉嫩,。

所以如果我們能讓激光直接作用于原子的原子核，那么電子的“時鐘”就會非常高效的在工作了,，就不會耽誤工作了,，但是現(xiàn)實中這是做不到的。

首先,，即使是非常稀薄的激光,，它作用于原子核的概率還是非常低的，而且激光還是非常節(jié)能的,，所以能夠和原子核結(jié)合去消耗激光光子的能力也有限,，所以激光和原子核互相作用的概率極低。

其次,，即使是通過技術(shù)手段驅(qū)動原子核去和激光進行耦合,，也會有非常大的“重影”的誤差，所以這種辦法也不可能,。

這樣一來,，我們就沒有把激光直接放到原子核里的辦法了，但是在這一突破性創(chuàng)新方法中,，通篇就圍繞激光如何能夠直接作用于原子核中的電子上來的,，所以這個困難是如何被突破的呢？

其實非常簡單,，就是讓少的光子也能在激光里吃飽,，光子的能量有什么關(guān)系嗎？

有,，如果我們說現(xiàn)在的激光的能量都不夠,，那么我們只需要降低需要的能量量子的能量就可以啦。

什么叫降低需要的能量量子呢,？

就是對于密度相較于激光來說比較少的激光,，我們只需要少的光子也能在這個激光中都被耗盡，那么這個激光對原子核來說就可以用w=hf關(guān)系來進行解釋,。

這里w就是能量,，f就是頻率，h就是眾所周知的普朗克常數(shù),，也就是說,，只要激光中的光子有辦法被吃飽，那么激光對原子核的耦合就可以被用來進行測量了,。

那么如何才能讓激光中的光子被吃飽呢,？

這里就要使用到前面說的原子中的電子的時鐘原理了,，使用富含氟的高度透明的晶體將釷-226的原子嵌入，這樣一來,，組成則會使得在高能量光照射下,，原子中電子能夠和氟結(jié)合。

減少電子自由度的同時,，能夠使得較低能量光幾乎能夠繼續(xù)傳播下去,，從而作用在原子核上，而且就算是電子在高能量光的作用下進行自由,，晶體本身也會進行非常大的震蕩,，所以也會對原子核進行耦合。

重寫宇宙常數(shù),。

這種突破性創(chuàng)新具有非常巨大的潛力,，因為原子核的時鐘進化到“原子核鐘”之后，會有比之前用的最精確的原子鐘更精確的一種時鐘,，甚至可以比上面提到的幾個數(shù)量級還要高,，這意味著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還有通信等領(lǐng)域性能會大幅達到提升。

此外,，隨著我們利用越來越精確的“原子核時鐘”來進行時間測量的進一步提升,，可以在更廣闊的范圍內(nèi)進行宇宙觀測，這樣我們就可以對宇宙的一些未知的東西進行探索,，推動科學(xué)的進步,。

當(dāng)然還有一些非常重要的探索和揭示，就是原子的能級是宇宙中使用的,，所以當(dāng)我們能夠更好的看清精細結(jié)構(gòu)常數(shù)α?xí)r,，我們還能更好的去了解宇宙中那些不明覺厲的常數(shù)。

這些常數(shù)有的是由我們當(dāng)前的宇宙學(xué)產(chǎn)生的,，有的是其他的東西產(chǎn)生的,，但是我們能夠通過互相的關(guān)聯(lián)來探索宇宙的規(guī)律，從而更好的揭示一些更加隱藏的宇宙規(guī)律,。結(jié)語

所以這一項突破性研究的重要性不言而喻,，它可以推動時間、空間以及宇宙規(guī)律等方面的科學(xué)研究不斷向前發(fā)展,，還可能會有更多意想不到的發(fā)現(xiàn),，揭示宇宙的更為奧妙的規(guī)律。