美國研究人員建造了一臺比現(xiàn)在最好設(shè)備穩(wěn)定10倍的原子鐘，這一成果是通過兩個(gè)特殊光學(xué)晶格時(shí)鐘建造的。利用原子鐘可以極為精準(zhǔn)地測量時(shí)間，而原子鐘也有很多應(yīng)用，包括全球定位和長基線干涉測量，研究人員的工作還有可能用于引力場探測以及測試基本常熟的真實(shí)恒定性。原子鐘的穩(wěn)定性與其速度變化快慢相關(guān)，而其準(zhǔn)確性或不確定性是與速度與校正值之間區(qū)別的大小來決定的。沒有一個(gè)鐘比穩(wěn)定時(shí)更精準(zhǔn)，即使在一種情況下是十分精準(zhǔn)的，但不會長久保持下去。與大家更為熟悉的受困離子鐘不同的是，單個(gè)離子受困于電場，光學(xué)晶格鐘誘捕許多同樣的中性原子(每次5000個(gè))，在兩束雙向傳輸激光束的駐波。利用同一激光器同時(shí)測量這些原子中特選原子躍遷的頻率，隨后用作時(shí)鐘的基準(zhǔn)頻率。
在新的研究中，科羅拉多的研究小組并排搭建了兩個(gè)原子鐘，每一個(gè)鐘都測量被困在光晶格中鐿原子相同躍遷的頻率，但是兩個(gè)原子鐘的工藝細(xì)節(jié)是不同的，這樣可以確保噪音對兩個(gè)鐘的影響不同。兩個(gè)鐘由同一款頻率穩(wěn)定激光器供源，但是分別調(diào)制兩個(gè)光晶格中光激發(fā)電子躍遷。七個(gè)小時(shí)過后，研究人員發(fā)現(xiàn)兩個(gè)鐘測量的時(shí)間相差1.6*10^18(1.6 parts in 10^18)，比宇宙年齡的十分之一秒還少。
科羅拉多建成最穩(wěn)定原子鐘
該研究小組已經(jīng)建立了穩(wěn)定時(shí)鐘，目前正在研究對時(shí)鐘速率有影響的外部因素。研究人員稱對時(shí)鐘不確定性的評估是在2009年，當(dāng)時(shí)不確定性的水平接近1.0*10^16 (1 part in 10^16)，目前研究人員正在評估剩余的不確定性，他們希望可以將時(shí)鐘精確度控制在穩(wěn)定性范圍內(nèi)。
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