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實體學家制造出有史以來最精确的原子鐘。美國威斯康星大學麥迪遜分校實體學家制作出了一種光學晶格原子鐘,其精度相當于每300

實體學家制造出有史以來最精确的原子鐘。美國威斯康星大學麥迪遜分校實體學家制作出了一種光學晶格原子鐘,其精度相當于每3000 億年損失1秒。

原子鐘之是以如此精确,是因為它們利用了原子的基本特性:當電子改變能級時,它會吸收或發射頻率與特定元素的所有原子相同的光。光學原子鐘通過使用精确比對該頻率的雷射器來保持時間的精準。

新原子鐘已超越了标準原子鐘,它使用了多路複用,其中锶原子被分成多個時鐘,在同一個真空室中排列成一條線。僅使用一個原子鐘,研究人員發現他們的雷射隻能在十分之一秒内可靠地激發相同數量原子中的電子。然而,當他們同時将雷射照射在兩個時鐘上并進行比較時,兩個時鐘之間具有激發電子的原子數量保持不變長達 26 秒。研究人員随後進行了上千次實驗,以測量了兩個時鐘的頻率差異,最終獲得了每 3000 億年僅相差1秒的世界精确計時紀錄。

這種光學晶格原子鐘能夠測試尋找引力波的方法,嘗試探測暗物質,并有望發現新的實體現象。

圖1:這種光學晶格原子鐘首先需要在真空室中将锶原子冷卻至接近絕對零度。

圖2:從一個過冷锶原子球體中,科學家将它們多路複用成六個獨立的球體,每個球體都可以用作原子鐘

圖3:晶格與時鐘路徑

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實體學家制造出有史以來最精确的原子鐘。美國威斯康星大學麥迪遜分校實體學家制作出了一種光學晶格原子鐘,其精度相當于每300
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實體學家制造出有史以來最精确的原子鐘。美國威斯康星大學麥迪遜分校實體學家制作出了一種光學晶格原子鐘,其精度相當于每300

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