人類不斷追求完美，科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種比以往任何時(shí)鐘都更精確的原子鐘。新時(shí)鐘由 JILA 的研究人員制造，JILA 是美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所 (NIST) 和科羅拉多大學(xué)博爾德分校的聯(lián)合機(jī)構(gòu)。
這款時(shí)鐘不僅能實(shí)現(xiàn)在廣闊太空中的精確導(dǎo)航，還能用于尋找新粒子，是超越單純計(jì)時(shí)的最新成果。憑借更高的精度，這些下一代計(jì)時(shí)器可以揭示隱藏的地下礦藏，并以前所未有的嚴(yán)謹(jǐn)性測(cè)試廣義相對(duì)論等基本理論。
對(duì)于原子鐘設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，這不僅僅是為了建造一個(gè)更好的時(shí)鐘;它還關(guān)乎解開(kāi)宇宙的秘密，為塑造子孫后代世界的技術(shù)鋪平道路。
全球科學(xué)界正在考慮基于這些下一代光學(xué)原子鐘重新定義國(guó)際時(shí)間單位“秒” 。現(xiàn)有一代原子鐘用微波照射原子來(lái)測(cè)量秒。這種新一代原子鐘用頻率更高的可見(jiàn)光波照射原子，以更精確地計(jì)算秒數(shù)。
與目前的微波鐘相比，光學(xué)鐘有望為國(guó)際計(jì)時(shí)提供更高的精度——每 300 億年可能只會(huì)誤差一秒。
但在這些原子鐘能夠達(dá)到如此高的精度之前，它們需要具有非常高的精度;換句話說(shuō)，它們必須能夠測(cè)量極其微小的秒數(shù)。同時(shí)實(shí)現(xiàn)高精度和高準(zhǔn)確度可能會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。
陷入時(shí)間
新的 JILA 原子鐘使用一種被稱為“光學(xué)晶格”的光網(wǎng)來(lái)同時(shí)捕獲和測(cè)量數(shù)以萬(wàn)計(jì)的單個(gè)原子。擁有如此龐大的原子群在精度方面具有巨大優(yōu)勢(shì)。測(cè)量的??原子越多，原子鐘就能獲得越多的數(shù)據(jù)，從而精確測(cè)量出秒數(shù)。
為了實(shí)現(xiàn)新的破紀(jì)錄性能，與之前的光學(xué)晶格鐘相比，JILA 研究人員使用了更淺、更柔和的激光“網(wǎng)”來(lái)捕獲原子。這大大減少了兩個(gè)主要誤差源——捕獲原子的激光的影響，以及原子擠得太緊時(shí)相互碰撞。
研究人員在一篇已被《物理評(píng)論快報(bào)》接受發(fā)表的論文中描述了他們的進(jìn)展。這項(xiàng)研究目前可在arXiv預(yù)印本服務(wù)器上找到。
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