科学家展示「核时钟」重大突破:3000 亿年误差 1 秒

科学家展示「核时钟」重大突破:3000亿年误差1秒

科学家们在新型时钟研发上取得了重要进展:核时钟,它比当前的时钟更加精确。这种时钟通过原子核中的信号来计时。科学家们自 2003 年就推测核时钟是可能的。来自美国国家标准技术研究所(NIST)和科罗拉多大学博尔德分校的联合研究所 JIlA 的研究人员已经制造并证明了这种时钟的所有必要部件都能正常工作,科学期刊《自然》报道了这一消息,研究人员也在该期刊上发表了他们的发现。

所谓的钍时钟——原型使用天然放射性金属钍,在工作原理上类似于目前最精确的原子钟。原子钟使用激光来计时。这些激光被调节到使原子中的电子从一种能态转变到另一种能态。通过测量由此产生的振动,可以非常精确地测量时间的流逝。这种时钟如此精确,以至于每 400 亿年仅偏差 1 秒。预期的核时钟也使用激光工作,但关注的是原子的另一部分。在这种时钟中,测量的是构成原子核的质子和中子的能态。这需要更高的频率,从而产生更高的” 滴答速度”,使时钟更加精确。科学家们声称,这种时钟在超过 3000 亿年内只有 1 秒的偏差。此外,原子核受外部影响(如电磁场)的影响较小,因此核时钟可能更加稳定。

《自然》杂志强调,从技术上讲,科学家们还没有制造出时钟的原型,因为该设备尚未用于测量时间。尽管如此,特拉华大学的原子物理学家 Marianna Safronova 在该杂志中表示,这仍然是一个突破。她说,根据这些结果,开发核时钟变得更加现实。极其精确的时钟对于各种技术都很重要,如 GPS 和互联网同步。科学家们认为,钍时钟可能会实现更精确的导航系统,以及更快的互联网、更可靠的网络连接和更安全的数字通信。此外,核时钟可能会改进对宇宙运作基本理论的测试,这可能导致物理学领域的新发现。

科学家展示「核时钟」重大突破:3000亿年误差1秒
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