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超精密原子钟比以前准确度高出一倍 可探测暗物质

时间:时间会弯曲、扭曲,或者似乎会加速或减速,这取决于你的位置 或感知。因此,准确测量时间的流逝是物理学中最基本的任务之一——这可能有助于我们登陆火星,甚至观察暗物质。

现在,美国国家标准与技术研究所 (NIST) 和特拉华大学的物理学家开发出了迄今为止最精确的原子钟,利用光“网”捕获和激发弥散的冷锶原子云。

“这款时钟非常精确,甚至可以在微观尺度上探测到广义相对论等理论所预测的微小效应,”美国科罗拉多大学NIST 联合实验室天体物理研究所 ( JILA ) 的物理学家 Jun Ye说道。“它正在突破计时的极限。”

该锶钟的总系统精度为 8.1 x 10 -19 ,比之前的纪录保持者精确两倍,且更为精确。

NIST 是研究人员不断改进技术以提高全球标准测量准确性的地方,例如国际时间单位、秒。

虽然可以用固体材料块来表示质量单位,但时间缺乏持久的物理属性,我们无法根据它来进行一致的测量。相反,我们依赖于以可靠方式重复的模式,例如地球自转、钟摆摆动或带电石英片的嗡嗡声。

尽管每个因素都是可以预测的,但地球的自转也会逐渐减慢或加快。在自然界中寻找可以测量的模式,以最小的角度进行测量,将有助于更精确地测量时间。

其中一个模式是原子周围激发电子的抖动。例如,标准秒由围绕铯原子旋转的特定电子的“跳跃”定义。在特定频率的微波的激励下,它们每秒以 9,192,631,770 次的速度发射到更高的能态并再次返回。

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