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原子鐘精準度創紀錄 150億年分秒不差

中央社/ 2015.04.22 00:00
(中央社巴黎21日綜合外電報導)物理學家今天表示,他們已經微調一個原子鐘,在150億年內都不會增減1秒,維持時間比宇宙存在年齡長。

原子鐘研發者在「自然通訊」(Nature Communications)期刊表示,這個「光晶格」鐘是使用鍶原子,如今比1年多前創下世界紀錄時精準3倍。

這項進展讓科學往取代目前計時黃金標準更邁進一步,即用來設定世界標準時間(Coordinated Universal Time)的銫原子噴泉鐘。

研究報告作者寫道:「精準且分秒不差的光原子鐘,有可能改變全球計時方式。」

精確計時對衛星導航系統、行動電話與數位電視等應用至關重要,可開啟像量子科學等研究的新領域。

全球官方時間單位秒鐘,自1967年來便由金屬元素銫-133的原子振動頻率決定,這種測量方法類似監控落地式大擺鐘的鐘擺搖擺。

用在設定國際時間的儀器是銫原子噴泉鐘,銫原子噴泉鐘數十年來已大幅提升,可在1億多年內維持時間誤差在1秒之內。

但現在,與鍶原子配合使用的實驗性光學鐘,近年已證明更加精準。鍶原子的光頻高於銫鐘使用的微波頻率。

最新研究使用的時鐘,是由美國國家標準技術研究所(National Institute of Standards and Technology)與科羅拉多大學波爾德分校(Universityof Colorado in Boulder)科學家研發,藉由偵測鍶原子在紅光雷射中的自然振動或「滴答」擺動計時。

研究人員說,光晶格鐘也靈敏到可測量時間在不同高度流逝的些微變化,這是愛因斯坦(Albert Einstein)1個世紀前預設且受到後人研究的現象。

研究報導共同作者葉軍說:「我們的研究成果代表,當你把時鐘提高到距地球表面僅兩公分,我們還是可以測出其重力變化。」10400422

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