比原子鍾更精確的光晶格鍾 (2005-12-26)
發布時間:2007-12-04
作者:
來源:新華
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法國巴黎觀象台(tái)20日(rì)宣布,即將過去的2005年應比平常(cháng)年份多出1秒。這是因為地球自轉受太陽(yáng)和月球的引力、潮汐和大氣的幹擾等因素影響會減速。察覺到這一現象的是每(měi)天誤差隻有千萬億分之一秒的原子鍾。而日本科學家(jiā)正致力於開發一種比原子鍾還精確的時鍾。
目前世界上最精確的時鍾是用原子量為133的(de)銫原子製成的。人(rén)們把銫原子發出的電(diàn)磁波振動周期的大約(yuē)91.9倍定義為1原子秒。但“銫鍾”有它(tā)的局限:和光波相比,電磁波的頻率要低得多。
日本東京(jīng)大學香取秀俊副教(jiāo)授等正在研究的時鍾叫“光晶格鍾”,它以獲得2005年度諾貝爾物理學獎(jiǎng)的“光(guāng)梳”技術為基礎(chǔ)。“光梳”擁有一係列頻率均勻分布的頻譜,這些頻譜仿佛一把梳子上的齒或一根尺子上的刻度。“光(guāng)梳”可以用來測定未(wèi)知(zhī)頻譜的具體頻率,其精確度目前已經達到小數點後15位。研究人員把用紅色激光冷(lěng)卻的超(chāo)低溫鍶原(yuán)子封閉到被稱為“光晶格”的“容器”裏,這樣原子的各種外(wài)來擾動被消除,可以充當鍾的振蕩器。
“光晶格鍾”理論(lùn)上每天僅誤差10的負18次方秒,要比現在的(de)銫(sè)原(yuán)子鍾精確1000倍。除用(yòng)來測量時間外,由於其對重力(lì)的影響極其敏感,還可以用於驗證愛因斯坦的廣義相對論。
據悉,日本(běn)科學家已經成功(gōng)完成了“光(guāng)晶格鍾”的基礎實驗,他們的成果刊登在今年5月19日出版的(de)英國《自然》雜誌上。科學家認為(wéi),10年內製造出比目前的原子鍾精確百倍的時鍾應該不成問題。