• 所在学科：物理学；仪器科学与技术
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教育和工作经历

1.本科 2010-2014，山西大学，物理学（基地班）专业
2.博士 2014-2019，中国工程物理研究院，凝聚态物理专业
3.助理研究员 2019-2022 美因茨约翰古腾堡大学
4.助理研究员 2022-2026 德国联邦物理技术研究院
5.准聘教授 2026.03-至今 北京理工大学

研究方向

1. Th-229核光钟与核量子态调控
2.量子精密测量与新型量子传感
3.量子操控与量子光学

团队介绍

张科教授课题组依托北京理工大学前沿交叉科学院，面向Th-229核光钟这一国际前沿方向，开展核量子精密测量与基础物理应用研究。课题组以“激光—电子—核”耦合机制为主线，围绕离子阱体系与固态体系双平台，系统推进Th-229核态的激发、探测、操控与精密测量，并进一步拓展其在高精度时间频率基准、基本常数变化检验、暗物质探测和标准模型外新物理搜索等方向的应用。课题组研究内容交叉融合了核物理、原子分子光物理、量子光学、精密测量、激光技术、超高真空与低温实验等多个领域，致力于建设具有国际竞争力的核光钟研究平台。

课题组目前重点布局三个方向：一是固态体系中Th-229核跃迁的直接激光激发、高效率荧光探测与寿命调控；二是离子阱体系中Th³⁺离子的产生、俘获、冷却与高分辨精密谱学测量；三是核态动力学调控及其在基础物理中的应用。依托现有实验条件，课题组已具备离子阱量子精密测量平台、超稳激光系统、超高真空系统、高灵敏度离子状态探测系统以及固态样品制备与表征等研究基础，并与国内外相关团队保持长期合作。课题组欢迎对核光钟、量子精密测量、离子阱、激光谱学和基础物理前沿问题感兴趣的学生与青年学者加入，共同开展面向国际前沿的创新研究。

论文

1. K. Zhang*, D. Studer, F. Weber, V. M. Gadelshin, N. Kneip, S. Raeder, D. Budker, K. Wendt, T. Kieck, S. G. Porsev, C. Cheung, M. S. Safronova, and M. G. Kozlov, Detection of the Lowest-Lying Odd-Parity Atomic Levels in Actinium, Phys. Rev. Lett. 125, 073001 (2020). （唯一通讯）
2. R. Oswald, A. Nevsky, V. Vogt, S. Schiller*, N. L. Figueroa, K. Zhang*, O. Tretiak, D. Antypas*, D. Budker, A. Banerjee, and G. Perez, Search for Dark-Matter-Induced Oscillations of Fundamental Constants Using Molecular Spectroscopy, Phys. Rev. Lett. 129, 031302 (2022). （共同通讯）
3. J. Tiedau#, M. V. Okhapkin#, K. Zhang#, J. Thielking, G. Zitzer, E. Peik*, F. Schaden, T. Pronebner, I. Morawetz, L. Toscani De Col, F. Schneider#, A. Leitner, M. Pressler, G. A. Kazakov, K. Beeks, T. Sikorsky, and T. Schumm*, Laser excitation of the Th-229 nucleus, Phys. Rev. Lett. 132, 182501 (2024). (共同一作)
4. K. Zhang, H. Y. Yang, A. X. Li, Y. H. Wang*, N. Zhao*, A Rotation Sensor Based On Alkali-Metal Vapor Cell, Appl. Phys. Lett. 113, 064101 (2018).
5. K. Zhang, J. Li*, M. Jiang, N. Zhao*, and X. H. Peng*, Feedback control for manipulating magnetization in spin-exchange optical pumping system, Sci. China Phys. Mech. 61, 080314 (2018).
6. H. Y. Yang, K. Zhang, Y. H. Wang*, and N. Zhao*, High bandwidth three-axis magnetometer based on optically polarized 85Rb under unshielded environment, J. Phys. D-Appl. Phys. 53, 065002 (2019).
7. F. Tang, A. X. Li, K. Zhang, Y. H. Wang, and N. Zhao*, Optimizations of a parametric-modulation atomic magnetometer in a nuclear magnetic resonance gyroscope, J. Phys. B-At. Mol. Opt. 52, 205001 (2019).
8. K. Zhang, Z. H. Luo, F. Tang, N. Zhao*, and Y. H. Wang*, Experimental optimization of atomic magnetometer in nuclear magnetic resonance gyroscope, Jpn. J. Appl. Phys. 59, 030907 (2020).
9. K. Zhang, N. Zhao*, and Y. H. Wang*, Closed-Loop Nuclear Magnetic Resonance Gyroscope Based on Rb-Xe, Sci. Rep. 10, 2258 (2020).
10. D. Antypas*, O. Tretiak, K. Zhang, A. Garcon, G. Perez, M. G. Kozlov, S. Schiller and D. Budker, Probing fast oscillating scalar dark matter with atoms and molecules, Quantum Sci. Technol. 6, 034001 (2021).
11. Q. Zhang*, K. Zhang, Collective Effects of Organic Molecules based on Holstein-Tavis-Cummings Model, J. Phys. B-At. Mol. Opt. (2021).
12. J. Thielking, K. Zhang, J. Tiedau, J. Zander, G. Zitzer, M. V. Okhapkin and E. Peik*, Vacuum-ultraviolet laser source for spectroscopy of trapped thorium ions, New J. Phys. 25, 083026 (2023).
13. G. Zitzer, J. Tiedau, M. V. Okhapkin, K. Zhang, and E. Peik*, Trapping and sympathetic cooling of the Thorium-229 Isomer for high-resolution spectroscopy, Phys. Rev. A 109, 033116 (2023).
14. Tao Xin*, Ke Zhang*, and Jun Li*, A quantum-enhanced magnetometer using a single high-spin nucleus in silicon, Chin. Phys. B 33, 090302 (2024).
15. F. Schaden, T. Riebner, I. Morawetz, L. T. De Col, G. A. Kazakov, K. Beeks, T. Sikorsky, T. Schumm*, K. Zhang, V. Lal, et al., Laser-induced quenching of the Th-229 nuclear clock isomer in calcium fluoride, Phys. Rev. Res. 7, L022036 (2025).

获奖

获奖一 德国亥姆霍兹联合会奖学金；张科；德国亥姆霍兹联合会；2021；唯一排名