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光学晶格钟:世界上最准确的原子钟将在 150 亿年后只差一秒

 一点进步 2021-09-18

   2021年 9 月 13 日消息,科学家发明了一种被称为“光学晶格钟”,这些钟的精度是激光捕获和冷却原子技术的产物。在这个过程中,原子基本上被减速并被限制在空间的一个小区域内。


在捕获原子后,他们利用它们的振动为时钟提供动力。

光学晶格钟:世界上最准确的原子钟将在 150 亿年后只差一秒

这项发明在 2022 年基础物理学突破奖中为美籍华裔科学家 Jun Ye 和来自日本的 Hidetoshi Katori 赢得了 300 万美元的奖金。


这个时钟非常精确,它会在 150 亿年后只损失一秒——大约与已知宇宙的存在时间一样长。相比之下,原子钟每 1 亿年减少一秒。


叶在与新闻机构法新社的对话中说,时间的准确性可以让科学家们对“宇宙时空的基本结构”进行进一步的探索。


爱因斯坦又是对的!根据爱因斯坦对相对论的理解,当时钟靠近地面时,时间走得更慢,只有几厘米。叶的实验也产生了相同的结果。


时间扭曲的时钟


驱动这个时钟的机制可能在当前的一系列技术中被证明是有用的。它可以帮助使 GPS 导航更加准确。还有什么?想象一下无人驾驶飞机降落在火星上。现在想想这个时钟以极大的精度促进整个过程。


第一次在时间测量方面取得类似突破是在 1656 年发明了摆钟。然后是石英钟,它现在是大多数电子产品的基准,但由于制造工艺的差异或温度等其他因素。

光学晶格钟:世界上最准确的原子钟将在 150 亿年后只差一秒

原子钟最近才出现。这些利用基于原子运动的能量——摆脱困扰石英钟的环境不一致性。下一步是什么?科学家们希望整理这项技术并将其小型化,以将其从实验室中移出并进入公共领域。



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