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    最準確的原子鐘在美誕生

    美國國家標準與技術局的科研小組日前宣佈,他們成功地研製出一種新型光原子鐘,其計算誤差1億年時間為1秒。這是迄今為止世界上最準確的時鐘。

    新型原子鐘是一種光原子鐘,其工作原理與微波原子鐘所採用的基本原理相似,但不同的是新型原子鐘利用的是可見光。由於光的頻率比微波的高,所以能提供精度更高、更準確的計時。

    科研小組負責人迪當斯博士說,目前最準確的原子鐘是以銫原子的固有振動頻率來調節的銫原子鐘,它可以精確到計算1500萬年時間誤差僅為1秒,而光原子鐘的準確度可能是目前銫原子鐘的100至1000倍。科學家認為,新型光原子鐘能使人們更精細地理解物質世界的時間,對基本物理常數作更精確地計量。由於準確計時對於高速資料傳輸、同步電視傳送、銀行轉賬結算、傳送電子郵件、衛星軌道的精確控制、深太空導航以及航天器的對接等極為重要,新型光原子鐘的應用將對上述領域產生重大影響。

    在人類開發鐘錶技術的歷程中,20世紀50年代出現的原子鐘使計時達到“天文數字般”的準確。原子鐘是根據原子固有振動而製成的,也就是精確測量出特定原子釋放的微波頻率。1967年,科學家採用銫原子鐘技術以微波頻率給“秒”作定義,即1秒鐘等於“銫133原子兩個基態能級的轉換所經過的9,192,631,770個輻射週期”所需要的時間。

    據該科研小組發表在《科學》雜誌上的論文介紹,他們發明的光原子鐘是以一個冷卻的汞離子(去掉一個電子的汞原子)的光頻為基礎設計的,汞離子的光頻傳到一個鐳射振盪器上,這個振盪器的作用像傳統時鐘的鐘擺產生“滴答”動作一樣。所不同的是,新的光原子鐘每秒產生的“滴答”次數是1.064×1024,次數如此之多,研究人員不得不用藉助於高速鐳射與光纜,以便“數”出這些“滴答”次數以達到計時目的。(王俊鳴)

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