【新的原子時鐘設置為穩定的記錄】

明道

【新的原子時鐘設置為穩定的記錄】

 

滴答： 極高準確度測量

美國的研究人員建立了一個原子時鐘，比先前的最佳設備近 10 倍更穩定。

這是使用兩個特製的光學晶格鐘實現的。可以非常精確地用原子時鐘，可以有很多應用程式，其中包括全球定位和長基線干涉測量法 — — 這種新裝置可以改善的領域測量時間。

也有可能被用於研究者的工作，在引力場傳感以及測試真正的堅貞不渝的基本常數。

時鐘的穩定性是多少，它的速度各不相同，但其準確性或不確定性，則是多少這樣的速度可以不同于正確的值。

沒有時鐘可以永遠比它是穩定的因為即使它是在一個實例完全準確的它不會留這樣更準確。

不同的更熟悉的被困離子時鐘，使用單離子電場被困住，光晶格鐘陷阱很多相同的中性原子 （在本例中關於 5000） 兩個反向傳播雷射光束的駐波潛力。

這些原子中精心挑選的原子躍遷的頻率同時使用相同的鐳射測量，然後，使用作為時鐘的參考頻率。

精確的測量

原則上，光晶格鐘可以比單離子的鐘錶，因為很多限制的單粒子測量精度的基本量子不確定性可以走了，平均但是這穩定提振還從來沒有前意識測量鐳射頻率波動的要穩定得多。

"水準的波動的影響 [] 兩種類型的原子時鐘，絕對值來看，在相同的說"實際上是原子物理學家安德魯 · 勒德洛的國家研究所的標準和技術在科羅拉多州博爾德，"但它原來是為這些大合奏的中性原子多慘，因為他們基本的極限可以比鐳射雜訊低所以得多"。

在 2011 年勒德洛的團隊，和同事在華東師範大學在上海，證明是更不容易出現頻率波動的鐳射。

鐳射，這是相位鎖定到一個特別設計的布裡-珀羅腔，可以非常精確地測量電子躍遷，但研究者們當時的只有單一的原子時鐘，給他們沒有辦法來衡量那時鐘的穩定性。

記錄的穩定性

在新的研究，在科羅拉多州的組設置了兩個時鐘並排。

兩個衡量鐿原子光學晶格中被困的同一過渡的頻率，但這兩個時鐘的工程細節是不同的確保雜訊會以不同的方式對每個鐘的影響。

這兩個時鐘提供從同一穩頻雷射器，但用來刺激兩個光學晶格中的電子躍遷光調製分開，從而使這兩個時鐘有效地獨立。

七個小時後，研究人員發現測定這兩個時鐘的時間由只是 1.6 零件在 1018 — — 少於十分之一的另一個在宇宙的年齡差異。

建立穩定的時鐘，團隊目前正在研究對他們率外部影響。

"我們做了充分的時鐘不確定性評價上一次是在 2009 年，"說，上校，"當我們表明這種不確定性是近一級 10 1 部分的16。

有幾個占主導地位的影響，我們既然已經取得了一些好的測量在減少這些不確定性。

研究人員現正評估剩餘的不明朗因素，希望他們可以在一級及其穩定性帶來的時鐘精度。

超越實驗室

勒德洛還想使時鐘足夠健壯，能帶出實驗室，將會開放一些建議的應用的超準確的鐘。

研究人員建議在地球表面上不同時間點時鐘的滴答聲率的變化能測量地球的引力場，給我們這個星球的組成地質資訊的局部強度。

其他建議包括把時鐘放在空間尋找引力的量子效應。

海倫馬戈利斯，原子和鐳射在特丁頓，英國國家物理實驗室的物理學家認為穩定的巨大增長標誌著一個重大的成就，顯示任何外在的影響都慢慢地，變給團隊一個機會來表徵和更正為他們。

她懷疑，然而，黑色身體轉移造成的周邊設備的溫度"將是相當一個挑戰來處理在 10– 18級別"。

修改時鐘，因為在實驗室外的使用將更具挑戰性，她認為："我懷疑會有大量的工作仍要做能可靠地用於這些應用程式之前."

這項研究發表在科學.

關於作者

Tim Wogan 是一個總部設在英國的科學作家

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Faug%2F27%2Fnew-atomic-clock-sets-the-record-for-stability