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          新型光學(xué)原子鐘比銫鐘精度高千倍

          2025-01-22 09:34:15 來(lái)源: 科技日?qǐng)?bào)

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          真空室中由銦(粉紅色)和鐿(藍(lán)色)離子組成的晶體。圖片來(lái)源:德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究院

          德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究院團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)出一系列先進(jìn)的光學(xué)原子鐘,其中包括單離子時(shí)鐘和光晶格時(shí)鐘。這些新型時(shí)鐘展示了前所未有的精度,可比現(xiàn)有的定義國(guó)際單位制中“秒”的銫原子鐘精確1000倍以上。相關(guān)研究成果發(fā)表在最新一期《物理評(píng)論快報(bào)》上。yFP流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          下一代原子鐘利用激光頻率作為計(jì)時(shí)基礎(chǔ),其頻率大約是當(dāng)前銫原子鐘所使用的微波頻率的100000倍。盡管還在評(píng)估階段,但部分現(xiàn)有光學(xué)原子鐘的準(zhǔn)確性已經(jīng)達(dá)到了銫鐘的100倍。隨著進(jìn)一步的測(cè)試和全球范圍內(nèi)的對(duì)比,它們有望成為重新定義“秒”的關(guān)鍵工具。yFP流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          在光學(xué)原子鐘的工作原理中,原子被特定頻率的激光照射,這導(dǎo)致原子改變其量子態(tài)。為了確保這種轉(zhuǎn)變發(fā)生,必須保護(hù)原子不受外界干擾,并且要精確測(cè)量任何剩余的影響。對(duì)于含有囚禁離子的光學(xué)原子鐘而言,這一過(guò)程特別有效。離子可以被電場(chǎng)捕獲,在真空中保持在極小的空間內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)接近理想、無(wú)干擾的量子系統(tǒng)。因此,離子鐘的相對(duì)系統(tǒng)不確定度能夠達(dá)到小數(shù)點(diǎn)后18位以外的水平。換句話說(shuō),如果從宇宙大爆炸開(kāi)始計(jì)時(shí),這樣的時(shí)鐘最多只會(huì)有一秒的誤差。yFP流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          傳統(tǒng)上,這些時(shí)鐘依賴于單一的時(shí)鐘離子發(fā)出的信號(hào),需要長(zhǎng)時(shí)間(有時(shí)長(zhǎng)達(dá)兩周)來(lái)測(cè)量頻率。為提高效率,新開(kāi)發(fā)的時(shí)鐘引入了并行化處理,即多個(gè)不同種類的離子可以在同一離子阱中同時(shí)被捕獲。這些離子相互作用形成晶體結(jié)構(gòu),并結(jié)合不同類型的離子特性來(lái)增強(qiáng)性能。yFP流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          此次團(tuán)隊(duì)選擇了銦離子,因其具備實(shí)現(xiàn)高精度的優(yōu)越屬性,并添加鐿離子用于有效冷卻。同時(shí),他們通過(guò)創(chuàng)新方法解決了既往難點(diǎn),使得新時(shí)鐘精度接近小數(shù)點(diǎn)后18位。yFP流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          在比較測(cè)量中涉及了德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究院的另外兩個(gè)光學(xué)時(shí)鐘系統(tǒng)和一個(gè)微波時(shí)鐘系統(tǒng)——單離子鐿鐘、鍶晶格鐘以及銫噴泉鐘。銦鐘與鐿鐘之間的比率首次達(dá)到了總體不確定度的要求,符合重新定義“秒”所需的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。yFP流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          該方案預(yù)示著新一代高度穩(wěn)定和精確的光學(xué)離子鐘的到來(lái)。它不僅適用于其他類型的離子,而且為全新的時(shí)鐘概念鋪平了道路。yFP流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          本文鏈接:新型光學(xué)原子鐘比銫鐘精度高千倍http://www.lensthegame.com/show-11-16613-0.html

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