叶军团队测出毫米高度差的时间流速差！叶军：再做准50倍没障碍

10月1日晚，物理学界传来重磅消息，2026年沃尔夫物理学奖正式揭晓！

华人物理学家叶军，和德国物理学家伊曼努尔·布洛赫（Immanuel F. Bloch）共同获奖。

这是沃尔夫物理学奖设立48年来，第二次颁给华人科学家！

上一位，是1978年首届唯一的得主吴健雄。

沃尔夫基金会评价，两人把实验物理带进了过去几乎无法操控的领域。授奖词是这样写的。

表彰他们在超冷原子系统调控领域，取得了变革性且具广泛适用性的突破。

而此刻，距离诺贝尔物理学奖揭晓只剩4天。沃尔夫奖刚颁完，物理学界的目光就要转向斯德哥尔摩。

要知道，沃尔夫物理学奖在学界有个响当当的外号——「诺奖风向标」。

叶军造出的锶原子钟，曾经是世界上最准的钟。

按它2024年创下的精度，就算从宇宙大爆炸一直走到今天，这只钟的误差也不到半秒。

布洛赫则用激光给原子搭了一个「蛋托」，在实验室里造出可以随手调节的「人造晶体」，开创了量子模拟这个领域。

在沃尔夫基金会看来，两人的成就代表了现代物理的一次关键转身，人类从观察量子世界，走到了控制、测量并驾驭它。

华人物理学家叶军

拿下「诺奖风向标」

一只钟准不准，要看它数的那个「摆」稳不稳、快不快。

今天全世界定义「一秒」，用的是铯原子钟。铯原子每秒振荡约92亿次，数够这么多下，就是一秒。

叶军选的「摆」是锶原子。锶原子每秒振荡约429万亿次，比铯快了约4.7万倍。

刻度越密，一秒就被切得越碎，钟自然也就越准。

难点在于，原子是会乱跑的。

叶军团队先用激光把锶原子冷到接近绝对零度，再用一束约813纳米的激光打出驻波，把几千到几万个原子一层层码进「光做的蛋托」里。

这束光的波长选得非常讲究。

它能把原子牢牢抓住，却不会打乱原子「滴答」的节奏，物理学家管它叫「魔术波长」。

这套「光晶格钟」方案最早由日本物理学家香取秀俊提出，叶军团队把它一路推到了极限。

十年间，叶军的锶原子钟从约50亿年差一秒，走到约390亿年差一秒

误差不到一秒，把「时间」逼到物理极限

2014年，叶军团队的锶原子钟登上Nature，按NIST的说法，约50亿年才差一秒。

2015年，这个数字变成约150亿年，已经超过了宇宙的年龄。

2022年，叶军团队在一团只有约1毫米高、装着约10万个锶原子的原子云里，测出了顶部和底部的时间流速差。

上下只差一毫米，时间的快慢就被分辨了出来。叶军当时说，这说明把钟再做准50倍「没有障碍」。

真空腔里发着蓝光的，就是测出毫米级时间差的那团锶原子

2024年，他们把系统不确定度压到8.1×10⁻¹⁹，创下当时的世界纪录。按NIST的换算方法，大约390亿年才会差一秒。

同年，叶军团队再次登上Nature封面。

第一次把钍-229原子核的跃迁频率和原子钟直接连了起来，测量精度比此前提高了约100万倍。

用叶军自己的话说，想象一块手表，放着走几十亿年也不差一秒。

这个后来把「一秒」切到人类测量极限的人，小时候接触到的第一件学习工具，不过是外婆递给他的一支铅笔。

不识字的外婆，递给他一支铅笔

叶军1967年生于上海，父母工作忙，他的童年大多是跟着外婆在绍兴度过的。

沃尔夫基金会在获奖介绍里写了这样一个细节。

外婆不识字，却给了他铅笔和本子，让他想写什么就写什么，想画什么就画什么。

这是叶军最早的记忆之一。

1989年，叶军从上海交通大学毕业后赴美，1997年在科罗拉多大学拿到博士学位。

他的博士导师，是后来拿下2005年诺贝尔物理学奖的John L. Hall。

1999年，叶军加入美国国家标准与技术研究院（NIST），此后一直在JILA工作，这是NIST和科罗拉多大学合办的研究所。

2011年，他当选美国国家科学院院士。2017年，他当选中国科学院外籍院士。

2022年科学突破奖·基础物理学奖，颁给了叶军和香取秀俊，表彰两人发明和发展了光晶格钟，奖金300万美元。

和叶军一同获奖的布洛赫，也有一位诺奖导师。

布洛赫的博士导师特Theodor W. Hänsch，正是和霍尔一起分享2005年诺贝尔物理学奖的人。

21年后，两位诺奖得主的学生，拿下了同一个沃尔夫奖。

费曼40年前的狂想

被诺奖高徒做成了

布洛赫1972年生于德国富尔达，在一个他自己形容「牛比人多」的小村子长大。

1995年还在读书时，他赶上了第一批玻色-爱因斯坦凝聚的热潮，从此一头扎进了冷原子。

叶军用光晶格把原子困住来计时，布洛赫则用同样的光晶格来「造」物质。

1981年，费曼提出过一个设想。大自然本质上是量子的，想模拟它，最好也用量子系统。

固体里的电子怎么排布、怎么相互作用，决定了一块材料是导体、绝缘体还是超导体。可电子太小太快，几乎没法拿来细看。

布洛赫的办法，是让原子扮演电子，让激光扮演晶格。

2002年，布洛赫和同事在Nature上发表了一个实验。他们把约20万个铷原子装进激光搭成的三维晶格，格子之间相距约426纳米。

激光调弱时，原子能在格子之间自由「隧穿」，整团原子连成一片，成了超流体。

激光调强后，原子之间的排斥压过了隧穿，每个原子都被锁死在自己的格子里，变成了莫特绝缘体。

把激光调回去，原子又变回超流体。一种物态，被激光来回切换。

这台显微镜后来成了研究磁性、高温超导相关模型的利器。

左边每个绿点都是一个原子，右边是光晶格「蛋托」的示意

今年4月，他的团队又在Nature上用这个平台做出了保真度99.75%的量子门。

原本专门做模拟的冷原子，也跑起了数字量子计算。

超三分之一得主

斩获了诺奖

除了物理学奖，同在今天，沃尔夫化学奖、医学奖、数学奖一同公布了。

沃尔夫化学奖授予Pascal Mayer、Shankar Balasubramanian和David Klenerman。

医学奖授予哥伦比亚大学Charles S. Zuker；数学奖颁给了希伯来大学David Kazhdan和特拉维夫大学Joseph Bernstein。

沃尔夫奖，由古巴前驻以色列大使里卡多·沃尔夫设立的基金会颁发，1978年开始评选。

它被叫作「诺奖风向标」，靠的是一份很硬的履历。

1978年到2025年，沃尔夫物理学奖一共颁给72人，其中26人后来拿了诺贝尔物理学奖，约占36%。

这26人全都是先拿沃尔夫奖，或者同年拿到。

Giorgio Parisi 2021年拿沃尔夫奖，同年就拿了诺奖。布洛赫在马普量子光学所的同事Ferenc Krausz，2022年拿沃尔夫奖，第二年就因为阿秒光脉冲拿下诺奖。

Alain Aspect、John F. Clauser、Anton Zeilinger隔了12年，Roger Penrose则等了32年。

4天后诺奖揭晓，光钟问鼎？

今年，沃尔夫奖公布的时间点格外微妙。

往年的沃尔夫奖多在1到3月公布，今年挪到了10月1日，离诺贝尔物理学奖揭晓只隔5天。

叶军本来就出现在今年的诺奖预测里。

物理论坛Physics Forums的2026年诺奖预测帖里，开帖人列出的哥德堡大学预测名单上，就有香取秀俊（Hidetoshi Katori）和叶军这一组。

每年10月初，都是全球科学界心跳加速的时刻。

随着沃尔夫物理学奖的盖棺定论，接下来全网的焦点只有那一个终极悬念：

今年的诺贝尔物理学奖，会是光学原子钟吗？

我们的判断是，光晶格钟迟早会等来诺奖，叶军和香取秀俊是最可能的一组。

两人已经一起拿过科学突破奖和墨子量子奖，现在叶军又拿下了沃尔夫奖。

4天之后的斯德哥尔摩，无论诺奖靴子何时落地，人类精密测量的无尽星空里，早已刻下了这位华人物理学家的名字。