我们都知道如今最精确的计时器是原子钟,它利用的是原子中的电子能量跃迁来计时的。七十多年前就有科学家提出了计时方面的原子分离振荡法,便是把原子的振荡频率提取出来作为计时器的运动周期。详细操作中可以用恰当频率的激光照射原子,以引发电子的能量跃迁,实现电磁波振荡的速率。由于原子的构造十分稳定,周期运动的韶光间隔很小而且很稳定,利用这种办法的计时器便是原子钟。
如今科学家们已经制造出很多种类的原子钟,比如铯原子钟、氢原子钟、汞原子钟、铷原子钟、锶原子钟等,其时间精确度都很高,已经有科学家将铯原子钟做到了2,000万年偏差不超一秒,而我国空间站上利用的冷原子微波钟已做到1亿年偏差不超过一秒。
不过7月24日有美媒宣布称,有美国科学家造出了一种新型原子钟,其精度和准确性超越了以往所有的时钟,韶光精度已经达到了300亿年偏差不超一秒,堪称是当现代界上最为精确的计时器,其性能足以为科学家们供应考验广义相对论中的茉些眇小韶光效应的机会。
我们都知道宇宙的年事至本年夜约有138亿年旁边,那么如果这种计时器从宇宙出身开始计时,运行到本日它的偏差都不会超过半秒钟。由于它偏差一秒的韶光是如今宇宙年事的两倍多。
这种刚问世的新型时钟由美国国家标准与技能研究院(NIST)和科罗拉多大学博尔德分校联合机构 JILA 的研究职员研制,利用了被称为"光学晶格"的光网来捕获并同时丈量恒河沙数的单个原子,由于其能丈量的原子越多,时钟就有越多的数据来提升精确度。
这种时钟由锶原子组成的极凉气体被困在被称为光晶格的光网中,原子处于超高真空环境中,这有助于保护原子薄弱的量子态。与以前的光学晶格时钟比较,JILA 的研究职员利用了更浅、更柔和的激光来网获原子,这样做可以大大减少涌现的韶光偏差,提升韶光精度。
干系研究已经揭橥在7月21日的《物理评论快报》上,这项研究的主导者、物理学家叶俊说:“这个新时钟精确到可以在微不雅观尺度上探测到广义相对论等理论所预测的一些眇小效应,它的性能打破了计时的极限”。
从性子上来说,这台计时器相称于是一台光学钟,光学钟有着比传统原子钟更为精确的计时功能。
但光学钟也并不是精确计时的极限,已有科学家提出了核钟观点并开始研制,这种计时器可以在千亿万亿年的尺度上偏差不超一秒。
来源:《中文业界资讯》7月24日宣布《美国科学家研制出世界上最精确的原子钟》