比原子鐘更精確的光晶格鐘 (2005-12-26)
發(fā)布時(shí)間:2007-12-04
作者:
來源:新華
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法國巴黎觀象臺(tái)20日宣布,即將過去的2005年應(yīng)比平常年份多出1秒。這是因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)受太陽和月球的引力、潮汐和大氣的干擾等因素影響會(huì)減速。察覺到這一現(xiàn)象的是每天誤差只有千萬億分之一秒的原子鐘。而日本科學(xué)家正致力于開發(fā)一種比原子鐘還精確的時(shí)鐘。
目前世界上最精確的時(shí)鐘是用原子量為133的銫原子制成的。人們把銫原子發(fā)出的電磁波振動(dòng)周期的大約91.9倍定義為1原子秒。但“銫鐘”有它的局限:和光波相比,電磁波的頻率要低得多。
日本東京大學(xué)香取秀俊副教授等正在研究的時(shí)鐘叫“光晶格鐘”,它以獲得2005年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的“光梳”技術(shù)為基礎(chǔ)?!肮馐帷睋碛幸幌盗蓄l率均勻分布的頻譜,這些頻譜仿佛一把梳子上的齒或一根尺子上的刻度?!肮馐帷笨梢杂脕頊y(cè)定未知頻譜的具體頻率,其精確度目前已經(jīng)達(dá)到小數(shù)點(diǎn)后15位。研究人員把用紅色激光冷卻的超低溫鍶原子封閉到被稱為“光晶格”的“容器”里,這樣原子的各種外來擾動(dòng)被消除,可以充當(dāng)鐘的振蕩器。
“光晶格鐘”理論上每天僅誤差10的負(fù)18次方秒,要比現(xiàn)在的銫原子鐘精確1000倍。除用來測(cè)量時(shí)間外,由于其對(duì)重力的影響極其敏感,還可以用于驗(yàn)證愛因斯坦的廣義相對(duì)論。
據(jù)悉,日本科學(xué)家已經(jīng)成功完成了“光晶格鐘”的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),他們的成果刊登在今年5月19日出版的英國《自然》雜志上??茖W(xué)家認(rèn)為,10年內(nèi)制造出比目前的原子鐘精確百倍的時(shí)鐘應(yīng)該不成問題。