新的原子鐘可以保持精確的時間直到世界末日
如果科羅拉多大學博爾德分校吉拉實驗室的原子鐘是在地球誕生時啟動的，那麼它的時間到今天的第二秒仍然是完美的。同樣，如果現在重新設定時鐘並繼續執行，它可能會比地球上的生命更長壽。該實驗室的原子鐘據說是世界上最精確的原子鐘，這也許並不奇怪，今天《自然》雜誌上的一篇論文公佈了它。不過，雖然這是一項令人難以置信的計時壯舉，但對研究人員來說，這隻是向前一個滴答聲。
“我們已經有了進一步推動演出的計劃。”
“我們已經計劃進一步推動這一表現，”該研究的負責人葉軍在一份宣告中說。葉是國家標準與技術研究所（NIST）的研究員，該研究所與CU Boulder合作管理JILA實驗室。”即使是這份新的《自然》雜誌的論文也只是一份中期報告在未來的五到十年裡，我們的時鐘將會有更多的新突破。”
對於NIST來說，證明其技術絕對是最好的是一場持續的戰鬥。儘管它應該在50億年內保持完美的時間，但一個技術上的缺陷阻止了時鐘被嚴格地認為是最精確的：它基於錯誤的元素。NIST的時鐘使用鍶原子，但公認的時間定義是基於銫原子。NIST希望最終說服標準機構接受鍶作為銫的補充或替代物，這使其有充分的理由推進其工作。
儘管如此，NIST仍將面臨來自首創的銫基時鐘的大量競爭。雖然它的精確度要低一個數量級以上，但最近巴黎天文臺的一個銫鐘被髮現能夠在3億年內保持1秒的精確度——這是對其他銫鐘的一個重大飛躍。然而，就像NIST的時鐘一樣，它也試圖看到秒的測量方式發生變化：儘管它是基於銫，但它以一種非標準的、仍然不被接受的方式來測量時間。
一場重新定義如何測量秒的競賽
NIST的新原子鐘也採用了同樣的方法。與巴黎天文臺的原子鐘一樣，NIST使用強大的鐳射使原子晶格在能級之間快速振蕩，同時檢測其頻率。儘管這是NIST已經使用了好幾年的方法，但是NIST表示，最近在鐳射穩定和測量精度方面的發展使其新的原子鐘的效能遠遠好於早期版本。
當然，發展如此精密的鐘錶遠不是改善我們手錶的問題。研究人員建議，這些新的原子鐘可以用來幫助開發出極其精確的重力和溫度感測器，通常為研究人員提供一種比以往更詳細地測量微小量的方法。
- 發表於 2021-04-25 04:00
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