NIST原子鐘精準度再突破:可幫助人類探索引力波和暗物質
科學家正視圖尋找測量時間的更準確方法。最近由美國國家標準與技術研究院(NIST)開展的測試中,實驗性原子鐘在三個指標上刷新了歷史性能記錄,意味著可以幫助人類更精準地測量地球的引力,以及檢測難以捉摸的暗物質。
NIST時鐘由1000個鐿原子(ytterbium atoms)組成,懸浮在激光束網格中。這些激光每秒“滴答”數(shù)萬億次,并反過來讓這些原子像節(jié)拍器一樣在兩個能量級別上來回閃爍。通過對這些原子的測量可確保原子鐘時間的精準性,在某些情況下每3億年誤差1秒鐘。 但這種誤差仍有改善的空間。NIST通過為這些設備增加熱屏蔽和電屏蔽。通過對比兩個實驗性原子鐘,NIST科學家發(fā)現(xiàn)這些設備在系統(tǒng)不確定性(systematic uncertainty)、穩(wěn)定性(stability)和可重復性(reproducibility)三個指標中達到新的記錄。 系統(tǒng)不確定性指的是時鐘的刻度與其內部原子的自然振動的匹配程度。根據團隊的說法,原子鐘在一個五分之一的誤差范圍內是正確的(10的18次方)。穩(wěn)定性衡量時鐘嘀嗒聲隨時間變化的程度。在這種情況下,NIST時鐘在一天中在1019(10的19次方)中穩(wěn)定在3.2個部分內。最后,通過比較兩個原子鐘保持同步的程度來衡量可重復性。檢查兩個時鐘10次,團隊發(fā)現(xiàn)他們的滴答頻率差異在幾分之內。 精準度的新高度,意味著原子鐘可以幫助我們比以往更精確地測量重力。由于目前已知的重力會扭曲時間的流逝(在太空中的原子鐘速度要比地面慢),因此全新的原子鐘可以通過測量時間來反向測量重力。 此外更精準的原子鐘還能幫助測量地球的引力形狀,精確到1厘米范圍以內,比當前最好技術精確數(shù)倍。原子鐘還可以幫助探測引力波,引力波是由宇宙大災變引起的時空結構中的漣漪。它們甚至可以幫助尋找暗物質,而暗物質迄今僅通過其引力相互作用而聞名。 |
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等待3732 2018-12-03 09:08原子鐘的作用
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bmw0501 2018-12-03 09:14NIST原子鐘精準度再突破:可幫助人類探索引力波和暗物質
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jsdyf 2018-12-03 09:21基礎時間計量單位精度越來越高
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fengyingk 2018-12-03 09:30檢測難以捉摸的暗物質
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opticsjiang 2018-12-03 09:30引力波和暗物質
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yinlu890622 2018-12-03 09:31NIST原子鐘精準度再突破
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james951 2018-12-03 09:41引力波和暗物質!
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liu.wade 2018-12-03 09:42引力波和暗物質!
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yuchen1019 2018-12-03 10:18實驗性原子鐘
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wangjin001x 2018-12-03 10:51NIST原子鐘精準度再突破:可幫助人類探索引力波和暗物質