科學(xué)家們正在以空前準(zhǔn)確度部署并比較原子鐘。據(jù)英國《自然》雜志24日發(fā)表的一項物理學(xué).新成果，科學(xué)家以迄今..的準(zhǔn)確度詳細(xì)比較了基于鋁、鍶、鐿的三種原子鐘，該研究為下一步部署可移動、機(jī)載、遠(yuǎn)程光鐘網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)，并朝著更精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)秒定義的目標(biāo)邁出了極其重要的一步。

        原子鐘的準(zhǔn)確度使其成為了計時和其他..測量的絕佳工具。原子鐘的運行是采用測量一種穩(wěn)定的原子能級之間的躍遷頻率作為計時方法，經(jīng)過改進(jìn)后，這種計時方式遠(yuǎn)比過去的天文鐘和石英震蕩鐘都要精密和穩(wěn)定得多。這是因為原子會在特定頻率發(fā)射和吸收光子，這個過程基本不會受任何環(huán)境因素的干擾。

        此前，科學(xué)家曾演示過頻率準(zhǔn)確度達(dá)小數(shù)點后18位的原子鐘，超過了目前用于定義秒的銫原子鐘。不過，為了獲得更準(zhǔn)確的秒定義，就必須對這些原子鐘進(jìn)行比較。迄今為止，不同光鐘（使用不同種類的原子）頻率比值的..測量準(zhǔn)確度，能把測量不確定度降到小數(shù)點后17位。

        此次，來自美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院、博爾德原子鐘光學(xué)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟的研究人員，部署了一個三種原子鐘組成的網(wǎng)絡(luò)。他們將這些原子鐘分別放置在美國科羅拉多州博爾德市各個地點的大樓里，并比較了它們在2017年11月至2018年6月間各自的頻率比值。

        研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，他們在比較這些原子鐘時獲得的測量精度范圍，可以達(dá)到小數(shù)點后18位。這次報道的測量結(jié)果是頻率比值不確定度..小于小數(shù)點后17位。

        原子鐘可在未來的宇宙天體、人造衛(wèi)星、地形地貌、半導(dǎo)體芯片等研究應(yīng)用中發(fā)揮巨大價值。在同時發(fā)表的新聞觀點文章中，英國國家物理實驗室科學(xué)家里切爾·高頓認(rèn)為，新的研究結(jié)果為未來部署光鐘網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)，該網(wǎng)絡(luò)將能用來測試標(biāo)準(zhǔn)模型之外的理論，并有望復(fù)現(xiàn)秒定義。

        總編輯圈點

        自地球章動、四季更替而有時間，但現(xiàn)在所謂的“時間”，早已不再是一個籠統(tǒng)概念?？萍歼M(jìn)步和人類活動內(nèi)容的豐富，讓我們對時間度量的精準(zhǔn)性要求越來越高。高精度的原子鐘，代表著人類時間頻率基準(zhǔn)研究跨上一個新臺階，但同時，它又不僅限于作為一種計時裝置出現(xiàn)，它還是大地測量、衛(wèi)星定位等科研領(lǐng)域不可或缺的基礎(chǔ)，更是經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防安全的重要一環(huán)。這也是當(dāng)今發(fā)達(dá)國家紛紛加大投入研制改進(jìn)一代又一代光鐘的根本原因。