物理學(xué)家設(shè)計(jì)極其精確的原子鐘 每3000億年誤差一秒

據(jù)CNET報(bào)道，根據(jù)JILA研究所的物理學(xué)家周三在《自然》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)新研究結(jié)果，原子鐘已經(jīng)是世界上最精確的時(shí)間保持者，但是物理學(xué)家們正在修補(bǔ)一種新的設(shè)計(jì)，可以使它們“比今天最好的設(shè)計(jì)精確50倍”。

原子鐘的功能是利用激光來計(jì)算單個(gè)原子來回移動(dòng)的時(shí)間。由于其精確性，原子鐘被用來制定協(xié)調(diào)世界時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，這是世界上調(diào)節(jié)時(shí)間本身的主要標(biāo)準(zhǔn)。原子鐘也被用于科學(xué)的研究目的，如美國宇航局（NASA）的深空原子鐘實(shí)驗(yàn)。

進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的JILA物理學(xué)家希望將新模型用于理解彎曲時(shí)空的前沿實(shí)驗(yàn)，這是阿爾伯特·愛因斯坦在其1915年相對(duì)論中開創(chuàng)的一個(gè)概念。

“最重要和令人興奮的結(jié)果是，我們有可能將量子物理學(xué)與引力聯(lián)系起來，例如，當(dāng)粒子分布在彎曲時(shí)空的不同位置時(shí)，探測(cè)復(fù)雜的物理學(xué)，”NIST/JILA研究員葉俊在一份聲明中說。“對(duì)于計(jì)時(shí)來說，它還表明，要使時(shí)鐘比現(xiàn)在精確50倍，沒有任何路障 -- 這真是個(gè)好消息。”

然而，JILA的研究只是將發(fā)表在2月版《自然》雜志上的兩篇關(guān)于新原子鐘模型的論文之一。威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的物理學(xué)家已經(jīng)建立了他們自己版本的高功能原子鐘。

雖然威斯康星大學(xué)麥迪遜分校創(chuàng)建的原子鐘精確到“每3000億年只誤差一秒”，但物理學(xué)家們說它并不像JILA團(tuán)隊(duì)開發(fā)的模型那樣精確。但威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的物理學(xué)家還指出，他們使用的激光器的質(zhì)量比JILA使用的激光器低很多。

“令人驚訝的是，盡管我們使用的激光器差了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，但我們表現(xiàn)出與JILA小組類似的性能，”威斯康星大學(xué)麥迪遜分校物理學(xué)教授、該研究的高級(jí)作者Shimon Kolkowitz說。“這對(duì)很多現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用來說真的很有意義，我們的激光器看起來更像你會(huì)帶到野外的東西。”