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[五花八门] 世界最准的时钟全光学原子钟

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发表于 2009-7-12 08:55:01 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
美国科学家已利用先进的激光技术和单一的汞原子研制出世界上最精确的时钟。
位于美国科罗拉多州博尔德城的美国国家标准与技术研究所的科学家研制出了一种新型的原子钟,这种时钟的指针在1秒钟内走动时发出的“滴嗒”声为千的五次幂(在1后加15个零所得的数),它比现在最高级的时钟--微波铯原子钟计算的时间要精确得多。
领导这一研究的美国物理学家斯科特·迪达姆斯说:“我们首次展示了这种新一代原子钟的原理,这种时钟可能比目前的微波铯原子钟精确100到1000倍。”由于这种时钟的研制主要是依靠激光技术,因而它被命名为“全光学原子钟”。它可以计算有史以来最短的时间间隔,比现在最高级的时钟计算的时间间隔短10万倍。迪达姆斯还说,这种新型时钟可以提高航空技术,还可以提高通信技术,如移动电话和光纤通信技术等。
自通过太阳确定时间的日昝仪发明以来,所有时钟的构造都包括两大部分:即能够按照固定周期走动的装置,如钟摆;还有一些计算、累加和显示时间流失的方法,如驱动时钟指针的齿轮。大约50年前首次研制出的原子钟增加了第三部分,即以特定的频率对光和电磁辐射作出反应的原子,以控制“钟摆”。目前最高级的原子钟,是利用100万个液态金属铯原子对微波辐射作出反应来控制时钟指针的走动。这样的时钟指针每秒种大约走动100亿次,时钟指针走动得越快,时钟计算的时间也就越精确。但是铯原子钟使用的高速电子学技术并不能计算更多的时钟指针走动次数。因而,美国科学家在研究新型原子钟时使用的不是铯原子,而是单个冷却的液态汞离子(即失去一个电子的汞原子),并把它与功能相当于钟摆的激光振荡器相连。汞离子的频率比铯原子的频率高10万倍。
迪达姆斯说,计时技术的进步将带动许多其它领域的进步。他预计,将来这种新型时钟将用于调节卫星的精确轨道、外层空间的航空和联接太空船等。他还说,目前这种新型时钟在博尔德城其他的两个机构试验室内还只是一堆部件,并没有成形或被整齐地装在一个盒子里,标明为美国国家标准与技术研究所全光学原子钟,不知道的人完全看不出来这是一个时钟。
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