據(jù)估計(jì)，由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院 （NIST） 研究人員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)制造的時(shí)鐘比 41% 的精度高出之前的計(jì)時(shí)記錄保持者.

通過測(cè)量冷卻到接近絕對(duì)零度，時(shí)鐘以小數(shù)點(diǎn)后 19 位的精度計(jì)算秒數(shù)。

除了打破準(zhǔn)確性記錄（在技術(shù)術(shù)語中稱為系統(tǒng)不確定性）外，該時(shí)鐘的穩(wěn)定性是同類任何其他時(shí)鐘的 2.6 倍。

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“制作有史以來最準(zhǔn)確的時(shí)鐘真是令人興奮，”說物理學(xué)家梅森·馬歇爾，來自 NIST。

“在 NIST，我們可以執(zhí)行這些精密測(cè)量的長(zhǎng)期計(jì)劃，這些計(jì)劃可以推動(dòng)物理學(xué)領(lǐng)域和我們對(duì)周圍世界的理解?！?/p>

作為 20 年工作的結(jié)晶，破紀(jì)錄的時(shí)鐘的設(shè)計(jì)依賴于對(duì)量子物理學(xué)，周圍的每一個(gè)微動(dòng)都能夠?qū)r(shí)鐘的滴答聲打得微乎其微。

這是通過加厚構(gòu)成時(shí)鐘外殼的金剛石晶圓和內(nèi)部電極的金涂層來實(shí)現(xiàn)的，以進(jìn)一步穩(wěn)定電場(chǎng)推動(dòng)時(shí)鐘的必要滴答作響。

對(duì)于時(shí)鐘的可靠性至關(guān)重要的是鋁與帶電鎂原子;一種“伙伴”離子，使鋁離子更容易用激光控制，為研究人員提供了準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的成功組合。

激光器來自 3.6 公里（僅 2 英里多一點(diǎn)）外的鄰近實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室以精度和穩(wěn)定性而聞名。

總體而言，收集足夠數(shù)據(jù)所需的時(shí)間測(cè)量秒– 減少到小數(shù)點(diǎn)后 19 位 – 從三周縮短到一天半。

“這是一個(gè)巨大而復(fù)雜的挑戰(zhàn)，因?yàn)闀r(shí)鐘設(shè)計(jì)的每個(gè)部分都會(huì)影響時(shí)鐘，”說NIST 電氣工程師丹尼爾·羅德里格斯·卡斯蒂略。

這些時(shí)鐘測(cè)量時(shí)間的方式與手表不同，讓您知道何時(shí)該睡覺（或起床時(shí)間）。相反，它們充當(dāng)計(jì)時(shí)的參考點(diǎn)，用于校準(zhǔn)其他時(shí)鐘，用于實(shí)驗(yàn)，以及探測(cè)我們周圍的宇宙。會(huì)意一秒鐘持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間是物理學(xué)的一個(gè)重要基準(zhǔn)。

這有利于各種科學(xué)領(lǐng)域，從對(duì)于暗物質(zhì)測(cè)試愛因斯坦的相對(duì)論.更重要的是，研究人員認(rèn)為還有更多——通過進(jìn)一步提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和離子控制，可以通過這些原子鐘實(shí)現(xiàn)更高的精度。

“有了這個(gè)平臺(tái)，我們準(zhǔn)備探索新的時(shí)鐘架構(gòu)——比如擴(kuò)大時(shí)鐘離子的數(shù)量，甚至糾纏它們——進(jìn)一步提高我們的測(cè)量能力?！?a>說物理學(xué)家 Willa Arthur-Dworschack，來自 NIST。

該研究已發(fā)表在物理評(píng)論快報(bào).

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