原子钟是世界上最精确的时钟，它使用原子中电子能级之间的跃迁作为其计时机制的参考，它们在宇宙1的寿命中不会损失一秒钟。这意味着它们可以用于超精密测量中，以探究现代物理学的一些基本假设。在这些研究中，基于高电荷离子（HCI；已除去许多电子的原子）的时钟预计将具有更高的灵敏度2。然而，由于难以检测HCI中的合适的转变而阻碍了这种时钟的发展。

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Schüssler 等人在《自然》中撰文。3报道说，他们利用处于基态和激发态的离子的质量差，在高电荷rh离子中测量了长寿命的激发电子态。HCI中电子激励的这种非破坏性直接确定将有助于发现适用于时钟的HCI过渡。

要制造一个时钟，需要一个周期性的事件，其频率可以作为计时的参考。为此目的，原子中的电子跃迁是理想的自然振荡器。必须将超稳定的激光器调谐到原子跃迁的确切频率以驱动振荡，就像必须对乐器进行调谐以产生正确的音调一样。

可以使用任何原子跃迁吗？否-很难实现合适的过渡。最佳跃迁始于原子的最低能态（基态），必须以长寿命（易位）激发态结束。刺激过渡所需的能量也必须在台式激光技术的范围内。

而且，原子必须保持在陷阱中，以使它们的运动几乎被完全冻结-换句话说，原子钟的操作需要对量子系统进行精确的操纵。因此，当前可用的时钟在电中性原子或通过从原子中除去一个电子而产生的离子中都使用跃迁，因为这些系统最适合精密量子控制。

在HCl的研究方面已经取得了实质性的进步，仅在今年4才证明了使用这种离子制造时钟所需的所有技术。但是，由于难以使用常规原子光谱法识别和测量适用于时钟的跃迁而阻碍了进展-此类跃迁的特性意味着，按照定义，跃迁非常弱（发生跃迁的可能性很小）。 Schüssler 等。因此，我们使用了一种完全不同而巧妙的方法来测量高电荷charged离子（Re 29+）在弱跃迁期间发生的能量变化：他们使用了爱因斯坦著名的能量-质量当量原理（E  =  mc 2）将质量测量转换为能量测量。