光钟在卫星导航、通信、计算机网络同步、基础物理等领域发挥着重要的作用, 目前所研究的光钟主要以电子跃迁频率为基准, 但是电子跃迁频率容易受到外界电磁场的干扰, 使其精度提高受限。由于原子核的体积相对整个原子较小, 而且受到外界电子壳层的屏蔽, 这样的性质使得核跃迁频率对外界电磁场的变化不敏感; 另外, 核的跃迁频率依赖于核的束缚能量, 使其对基本物理常数变化的探测具有较高的灵敏度。同位素 Th-229 是已知唯一在几个电子伏特的能量范围内具有激发态的原子核, 这个独特的条件使得现有激光技术激发核跃迁成为可能。基于Th-229核跃迁频率的核钟受到外界电磁场的干扰较小, 其精度有望超越现在所有的原子钟, 将成为探测精细结构常数 α随时间变化最灵敏的传感器。

张科博士, 2014年本科毕业于山西大学物理学基地班。本科毕业后, 保送到中国工程物理研究院硕博连读; 2019年获得博士学位, 曾在德国亥姆霍兹研究所从事博士后研究。2022年初加入德国联邦物理技术研究院从事核钟的研究。近年来, 主要研究集中在基于原子分子系综的精密测量, 包括利用共振离子谱确定缺失的原子能态、利用分子光谱探测基本物理常数的振荡、Th-229核钟等。