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现代科技的发展，对于即时的精确性要求越来越高，比如定位导航，是需要太空中的导航卫星和地面的接收设备实时配合的，某些精细操作甚至要求时间精确到毫秒甚至微秒级，这对于各种计时器的精确度要求也是越来越高。 我们都知道如今最精确的计时器是原子钟，它利用的是原子中的电子能量跃迁来计时的。七十多年前就有科学家提出了计时方面的原子分离振荡法，就是把原子的振荡频率提取出来作为计时器的运动周期。具体操作中可以用恰当频率的激光照射原子，以激发电子的能量跃迁，实现电磁波振荡的速率。因为原子的结构十分稳定，周期运动的时间间隔很小而且很稳定，使用这种方式的计时器就是原子钟。 如今科学家们已经制造出很多种类的原子钟，比如铯原子钟、氢原子钟、汞原子钟、铷原子钟、锶原子钟等，其时间精确度都很高，已经有科学家将铯原子钟做到了2,000万年误差不超一秒，而我国空间站上使用的冷原子微波钟已做到1亿年误差不超过一秒。 不过7月24日有美媒报道称，有美国科学家造出了一种新型原子钟，其精度和准确性超越了以往所有的时钟，时间精度已经达到了300亿年误差不超一秒，堪称是当今世界上最为精确的计时器，其性能足以为科学家们提供检验广义相对论中的茉些微小时间效应的机会。 我们都知道宇宙的年龄至今大约有138亿年左右，那么如果这种计时器从宇宙诞生开始计时，运行到今天它的误差都不会超过半秒钟。因为它误差一秒的时间是如今宇宙年龄的两倍多。 这种刚问世的新型时钟由美国国家标准与技术研究院（NIST）和科罗拉多大学博尔德分校联合机构 JILA 的研究人员研制，使用了被称为"光学晶格"的光网来捕获并同时测量数以万计的单个原子，因为其能测量的原子越多，时钟就有越多的数据来提升精确度。 这种时钟由锶原子组成的极冷气体被困在被称为光晶格的光网中，原子处于超高真空环境中，这有助于保护原子脆弱的量子态。与以前的光学晶格时钟相比，JILA 的研究人员使用了更浅、更柔和的激光来网获原子，这样做可以大大减少出现的时间误差，提升时间精度。 相关研究已经发表在7月21日的《物理评论快报》上，这项研究的主导者、物理学家叶俊说：“这个新时钟精确到可以在微观尺度上探测到广义相对论等理论所预测的一些微小效应，它的性能突破了计时的极限”。 从性质上来说，这台计时器相当于是一台光学钟，光学钟有着比传统原子钟更为精确的计时功能。 但光学钟也并不是精确计时的极限，已有科学家提出了核钟概念并开始研制，这种计时器可以在千亿万亿年的尺度上误差不超一秒。 消息来源：《中文业界资讯》7月24日报道《美国科学家研制出世界上最精确的原子钟》 |
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