维也纳工业大学研究团队在《自然通讯》发表最新研究成果，利用钍原子核特性对精细结构常数进行精确测量。这项基于核钟技术的突破性研究，为探索自然界基本物理常数的稳定性提供了新方法。

2024年该团队成功发现钍原子核跃迁现象，并证实其可用于建造高精度核钟。最新研究显示，钍原子核在不同状态间转换时，其椭圆形状会产生微小变化。这种形态改变会影响质子分布格局，进而调整原子核电场特性。研究团队通过精确测量电场变化，实现了对精细结构常数的高精度研究。

原子与亚原子物理研究所的托尔斯滕·舒姆教授说明：“据我们所知，自然界中只有四种基本力：引力、电磁力、强核力和弱核力。每种基本力都被赋予一个基本常数，用来描述其相对于其他力的强度。”精细结构常数约为1/137，决定着电磁相互作用强度。舒姆指出：“通常，我们假设这些常数是通用的——它们在宇宙的任何时间和地点都具有相同的值。”

实验采用维也纳工业大学制备的含钍晶体，在科罗拉多州博尔德市完成激光光谱测量。研究人员观察到，原子核状态改变时其电场四极矩分量随之变化。舒姆表示：“我们能够证明，我们的方法能够比以前的方法更精确地检测精细结构常数的变化，精度提高了三个数量级，即提高了六千倍。”

这项核钟技术突破不仅为建造新一代高精度计时装置奠定基础，更为探索基础物理理论开辟了新途径。舒姆强调：“这表明我们发现的钍跃迁不仅可以用来建造新一代高精度时钟，还可以研究以前实验无法实现的新物理。”

更多信息： Kjeld Beeks 等人，《Th-229 核钟跃迁的精细结构常数敏感性》，《自然通讯》 (2025)。期刊信息： 《自然通讯》