世界最精确的原子钟推动物理学的新前沿

人类不断追求完美，科学家开发出一种比以往任何时钟都更精确的原子钟。新时钟由 JILA 的研究人员制造，JILA 是美国国家标准与技术研究所 (NIST) 和科罗拉多大学博尔德分校的联合机构。

这款时钟不仅能实现在广阔太空中的精确导航，还能用于寻找新粒子，是超越单纯计时的最新成果。凭借更高的精度，这些下一代计时器可以揭示隐藏的地下矿藏，并以前所未有的严谨性测试广义相对论等基本理论。

对于原子钟设计师来说，这不仅仅是为了建造一个更好的时钟;它还关乎解开宇宙的秘密，为塑造子孙后代世界的技术铺平道路。

全球科学界正在考虑基于这些下一代光学原子钟重新定义国际时间单位“秒” 。现有一代原子钟用微波照射原子来测量秒。这种新一代原子钟用频率更高的可见光波照射原子，以更精确地计算秒数。

与目前的微波钟相比，光学钟有望为国际计时提供更高的精度——每 300 亿年可能只会误差一秒。

但在这些原子钟能够达到如此高的精度之前，它们需要具有非常高的精度;换句话说，它们必须能够测量极其微小的秒数。同时实现高精度和高准确度可能会产生巨大的影响。

陷入时间

新的 JILA 原子钟使用一种被称为“光学晶格”的光网来同时捕获和测量数以万计的单个原子。拥有如此庞大的原子群在精度方面具有巨大优势。测量的​​原子越多，原子钟就能获得越多的数据，从而精确测量出秒数。

为了实现新的破纪录性能，与之前的光学晶格钟相比，JILA 研究人员使用了更浅、更柔和的激光“网”来捕获原子。这大大减少了两个主要误差源——捕获原子的激光的影响，以及原子挤得太紧时相互碰撞。

研究人员在一篇已被《物理评论快报》接受发表的论文中描述了他们的进展。这项研究目前可在arXiv预印本服务器上找到。

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