江蘇省計量測試（shì）技術研究所（suǒ）　龍　敏（mǐn）

　　現（xiàn）代時間計量中的基本單位——秒（miǎo），同克和米一樣（yàng），被人們在日常生活中廣泛應用。石英（yīng）鍾（zhōng）、石英表每月僅有幾秒的誤差，人們覺得很滿意。但在科學技術領域，有時哪怕是百萬分之一秒的誤差，情（qíng）況就會完全不同。例如百米賽跑，在現在運動水平上，有時精確到十分之一（yī）秒還難決出高低，必須精確到百分之（zhī）一秒才能（néng）選出（chū）優勝者。現代魚雷用一種高速炸藥引（yǐn）爆，從引爆到爆炸（zhà）隻要二十（shí）幾個微秒。宇宙航行，對於時間要（yào）求更高。發射衛星時，各種複雜的測（cè）量（liàng）儀器控製設（shè）備，放在不同距離的位置上（shàng），他（tā）們必須在規定（dìng）的時間內開始工作，並且運行（háng）中時差不能超過幾萬分之一秒（miǎo）；回收（shōu）衛（wèi）星時，要（yào）嚴格控製反推火箭的點火時間，否則就“差（chà）之毫厘，謬之千裏”，落下來的衛星不知跑到哪裏去了。因此，每一過程都需經過精密的時間計量（liàng）。另外（wài）大（dà）地（dì）測量、天文觀（guān）察、星際通訊、交通（tōng）管理、鐵路運輸、石油勘（kān）探……都和精密的時間計（jì）量密不可分，都需要相對精確的時（shí）間標準。
同任何一門學科一樣，精確的時間也隨著社（shè）會的需求，被提高（gāo）到一個又一個新的準確度（dù）等級。激光冷卻與囚禁原（yuán）子是近（jìn）十幾年發（fā）展起來（lái）的精密（mì）時間計量的一種物理方法（fǎ），在激光對原子的作用下（xià），不但使原子減速，甚至可使氣體原子冷（lěng）卻到幾乎停止不動，這樣就可精（jīng）密地對原子觀察和測量。這（zhè）種原子狀態可以做（zuò）成（chéng）精確達千萬年不差１秒（miǎo）的（de）原子（zǐ）鍾。

　　1949年，美國標準局依據一個氮原子在一個氨分子（zǐ）中的振蕩頻率來確（què）定時間，製造出一（yī）座原子鍾，其誤差每３年為１秒。五年後，英國皇家（jiā）物理（lǐ）實驗室（shì）把銫原子用到時鍾上，做成了世界上第一座（zuò）銫原子鍾，其誤差３０萬年為１秒。目前，中國（guó）計量科學（xué）研究院的銫原子計（jì）時基準鍾，是我國（guó）自己建造的大型銫原子鍾，其（qí）誤差達到１×１０－１４，３０萬（wàn）年為１秒（miǎo），均躋身於世界先進行列。後來，其它類型的（de）原子鍾相（xiàng）繼問世。事實上，當原（yuán）子鍾作為時間計量的基準器以後，計量人員仍在致力於進一步改善生活中現有原（yuán）子鍾各項性能指標，並積極探索新（xīn）的計時標準。根據目前實驗（yàn）室工作和理論分析提出的新原理、新方法主要有（yǒu）：利用鉈元素（sù）研（yán）製“鉈原子鍾”；利用鎂和（hé）鈣的亞毫米束研製“鎂和（hé）鈣原子鍾”；利用離子的特（tè）殊結構研（yán）製“離（lí）子鍾”；利用激光頻率標（biāo）準（zhǔn）研製“光子鍾”。現在上海天文台製造的一台（tái）氫原子鍾，誤差達到１０００萬年（nián）僅有（yǒu）１秒。當前，世界上（shàng）銫原子鍾振蕩頻率通常（cháng）是數納秒?穴１秒的１０億分之一?雪，是（shì）通過調整（zhěng）超高頻激光，使之和銫原子發射的光波頻率相匹配而實現的，準確度可比最好的銫原子鍾高１０００倍。

　　前幾年，有位德（dé）國科（kē）學家（jiā）說他發現（xiàn）了（le）第１０９號新元素，這種新元素?穴尚未（wèi）命名?雪的壽（shòu）命隻有五億分之一秒。可想而知，如果沒有高精度的計時鍾，人們（men）難以（yǐ）研究物質的微觀變化及其特性，就不會有新元素的發現，科（kē）學技術也不會（huì）迅猛地向前發展。科學家們還預言，某些介子的壽命比這還短，大約隻有０?郾１４×１０－２５秒。這大概（gài）是（shì）人類將遇到的最短的時間（jiān）誤（wù）差，他將是時間計量史上又一次新的革命。

　　據有關資料報道，美（měi）國科學家正在研製一座幾乎沒有誤差的鍾（zhōng），其（qí）原理是：將水銀在（zài）真空中冷卻至接近絕對零度?穴攝（shè）氏零下２７３度（dù）?雪，此時，其振蕩頻率恒定。因此，該鍾的誤差（chà）１００億年（nián）為（wéi）１秒。多麽精確的時（shí）間誤差?選這就是時間計量史上的一次又一次的無聲革（gé）命！