時(shí)間:時(shí)間會(huì)彎曲、扭曲,或者似乎會(huì)加速或減速,這取決于你的位置 或感知。因此,準(zhǔn)確測(cè)量時(shí)間的流逝是物理學(xué)中最基本的任務(wù)之一——這可能有助于我們登陸火星,甚至觀察暗物質(zhì)。
現(xiàn)在,美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所 (NIST) 和特拉華大學(xué)的物理學(xué)家開發(fā)出了迄今為止最精確的原子鐘,利用光“網(wǎng)”捕獲和激發(fā)彌散的冷鍶原子云。
“這款時(shí)鐘非常精確,甚至可以在微觀尺度上探測(cè)到廣義相對(duì)論等理論所預(yù)測(cè)的微小效應(yīng),”美國(guó)科羅拉多大學(xué)NIST 聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室天體物理研究所 ( JILA ) 的物理學(xué)家 Jun Ye說(shuō)道。“它正在突破計(jì)時(shí)的極限。”
該鍶鐘的總系統(tǒng)精度為 8.1 x 10 -19 ,比之前的紀(jì)錄保持者精確兩倍,且更為精確。
NIST 是研究人員不斷改進(jìn)技術(shù)以提高全球標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量準(zhǔn)確性的地方,例如國(guó)際時(shí)間單位、秒。
雖然可以用固體材料塊來(lái)表示質(zhì)量單位,但時(shí)間缺乏持久的物理屬性,我們無(wú)法根據(jù)它來(lái)進(jìn)行一致的測(cè)量。相反,我們依賴于以可靠方式重復(fù)的模式,例如地球自轉(zhuǎn)、鐘擺擺動(dòng)或帶電石英片的嗡嗡聲。
盡管每個(gè)因素都是可以預(yù)測(cè)的,但地球的自轉(zhuǎn)也會(huì)逐漸減慢或加快。在自然界中尋找可以測(cè)量的模式,以最小的角度進(jìn)行測(cè)量,將有助于更精確地測(cè)量時(shí)間。
其中一個(gè)模式是原子周圍激發(fā)電子的抖動(dòng)。例如,標(biāo)準(zhǔn)秒由圍繞銫原子旋轉(zhuǎn)的特定電子的“跳躍”定義。在特定頻率的微波的激勵(lì)下,它們每秒以 9,192,631,770 次的速度發(fā)射到更高的能態(tài)并再次返回。
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