清华“一日双星”,豪横中文署名:两篇Nature背靠背水木TsinghuaCent
2026年2月11日,过年前的清华园静悄悄,但科研日历上,这是不同寻常的一天。
这一天,两篇由清华大学作为第一完成单位的论文,同时在《自然》(Nature)上线。一篇从0.6秒打印毫米级物体的3D光场,一道劈开增材制造的速度极限;另一束148纳米的真空紫外激光,则为全球竞逐的核光钟补齐了最后一块拼图。
一日双星,开年主刊已破双。
本科生一作,攻下核光钟“最后一道瓶颈”
先说那个“本科生一作”的故事。
肖琦,清华物理系2021级本科生,大二刚入组时还自嘲是“科研小白”。三年后,他的名字排在了Nature论文的第一作者栏里。
这篇论文解决的是核光钟研制的核心瓶颈。核光钟是什么?理论上,它的精度可达10⁻¹⁹,3000亿年误差不超过1秒,比现有最准的原子光钟还要再上一个台阶,而且更抗干扰、更可能走出实验室。但前提是——你得有一束148纳米的连续波激光,去操控钍-229原子核的跃迁。
这个波长卡了学界很多年。美国国防高级研究计划局2025年专门启动SUNSPOT计划攻关,而清华团队在立项前就已开始布局。
丁世谦副教授的实验室成立仅四年,平均年龄不到30岁。他们没有走主流的非线性晶体路线,而是另辟蹊径,在约600摄氏度的镉蒸气中用四波混频技术,成功输出148纳米连续波激光,线宽比此前同类光源窄了近百万倍,输出功率超100纳瓦,波长在140至175纳米区间连续可调。
更颠覆性的发现来自实验本身。学界长期认为,高温金属蒸气中原子剧烈运动、频繁碰撞,会严重破坏光的相干性。但清华团队的数据清晰表明——这些GHz量级的扰动,在四波混频中并不会引入额外相位噪声。这意味着,输出激光的相干性主要受基频激光稳定度支配。
一句话:超稳激光技术,第一次被推进到真空紫外波段。
肖琦深度参与了建理论、做计算、采数据、写论文的全过程。“这段经历对我锻炼非常大。”他说,“也更坚定了我继续走科研道路的决心。”
和他并列共同第一作者的,还有清华博士生Gleb Penyazkov(白俄罗斯籍)和北京量子院助理研究员李相良。通讯作者是清华物理系副教授、北京量子院兼聘研究员丁世谦。
这是丁世谦实验室成立四年多来的首项实验成果。美国物理学会Physics杂志同期在Viewpoint栏目刊发专题解读。
“激光是一项通用工具。”丁世谦说,“不仅会用在核光钟上,未来还有可能应用于铝离子冷却、离子里德堡量子计算、芯片检测等产业。”
院士领衔,全员中文署名,0.6秒打印一个世界
再说另一篇。
戴琼海院士、吴嘉敏副教授、方璐教授共同通讯,王旭康、马远瞩、牛一涵共同一作,均为清华师生。
全员国内署名,没有一个海外合作机构。这在今天的顶刊论文里,并不常见。
他们做的是3D打印。但不是那种逐层堆叠、动辄几十分钟的打印。他们发明的技术叫DISH——数字非相干全息光场合成。核心是一套高速旋转的潜望镜系统,以10转/秒的速度投射由数字微镜器件调制的高分辨率图案光束,在静止的容器里直接投出高精度三维光场。
不用旋转样品,不用高粘度墨水。曝光时间:0.6秒。
打印分辨率:1厘米范围内保持11微米投影分辨率、19微米打印分辨率。
体积打印速率:333立方毫米/秒,相当于每秒生成1.25亿个体素。
审稿人的评价是:“迄今为止报道的最快体积3D打印时间。”
他们用低粘度水凝胶打印了仿生血管螺旋管,用弹性材料打印了复杂曲面结构,还打通了流体通道,实现连续化批量生产——每0.6秒一个,每个形状还可以不一样。
这个想法,来自清华成像与智能技术实验室十多年来在计算光学领域的积累。他们把显微成像的流程反过来:先有三维模型,通过算法转化成多视角投影,再用光场把实体“照”出来。
就像照相闪光灯那样,“咔嚓”一下,东西就做完了。
两篇Nature,同日上线。
一篇是本科生第一作者,攻克的是国际前沿竞逐十余年的战略制高点;一篇是院士领衔、全员中文署名,在另一个赛道跑出了“秒级制造”的新纪录。
没有海外机构挂名,没有“借船出海”。从实验室到顶刊,清华人用自己的船,出了自己的海。
2026年开年不过42天,清华已在CNS主刊发表论文超过10篇。
一日双星,不是偶然。


