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1秒有多長 光晶格鐘更準

自由時報/ 2013.07.11 00:00
〔編譯管淑平/綜合報導〕法國科學家9日表示,「光晶格鐘」(optical lattice clock)通過精準度測試,顯示比1967年起採用至今的國際計時基準銫原子鐘還要精確,每3億年才會出現1秒的誤差。有「未來計時器」之稱的光晶格鐘可望改寫1秒的定義,成為新的計時基準。

巴黎天文台物理學家洛威茨克率領的研究團隊,在「自然通訊」(Nature Communications)期刊發表報告指出,將約1萬個鍶原子封閉在「光晶格」中,以雷射光束測量其振盪頻率,證實這種「光晶格鐘」的精確度是銫原子鐘的3倍。

以前用鐘擺的晃動來計時,如今則用原子的「震動」,也就是原子振盪來計時。洛威茨克團隊測量原子振盪的工具是雷射光束,目前國際計時基準銫原子鐘,則是利用微波輻射測量銫原子振盪頻率,振盪9192631770次定義為1秒,每1億年誤差1秒。

原子鐘的微波輻射頻率約為10千兆赫(Gigahertz),而雷射光束頻率高4萬倍,洛威茨克說,雷射光束振盪得比微波快得多,能將時間分割成更短的區間,亦即更精確地測量時間。

他的研究團隊也將兩套光晶格鐘互相比較,發現兩者在保持時間一致與穩定性上,都比同時相互比較的3套銫原子鐘好,穩定度與精準度對於建立「平均」時標同樣重要。

洛威茨克說,光晶格鐘僅問世10年,但表現越來越亮眼,如美國國家標準技術研究所(NIST)研發的鋁離子鐘已經能精確到每37億年誤差1秒的程度。

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