NIST原子鐘精準(zhǔn)度再突破:可幫助人類探索引力波和暗物質(zhì)
科學(xué)家正視圖尋找測(cè)量時(shí)間的更準(zhǔn)確方法。最近由美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)開展的測(cè)試中,實(shí)驗(yàn)性原子鐘在三個(gè)指標(biāo)上刷新了歷史性能記錄,意味著可以幫助人類更精準(zhǔn)地測(cè)量地球的引力,以及檢測(cè)難以捉摸的暗物質(zhì)。
NIST時(shí)鐘由1000個(gè)鐿原子(ytterbium atoms)組成,懸浮在激光束網(wǎng)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(gè)能量級(jí)別上來回閃爍。通過對(duì)這些原子的測(cè)量可確保原子鐘時(shí)間的精準(zhǔn)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(shè)備增加熱屏蔽和電屏蔽。通過對(duì)比兩個(gè)實(shí)驗(yàn)性原子鐘,NIST科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這些設(shè)備在系統(tǒng)不確定性(systematic uncertainty)、穩(wěn)定性(stability)和可重復(fù)性(reproducibility)三個(gè)指標(biāo)中達(dá)到新的記錄。 系統(tǒng)不確定性指的是時(shí)鐘的刻度與其內(nèi)部原子的自然振動(dòng)的匹配程度。根據(jù)團(tuán)隊(duì)的說法,原子鐘在一個(gè)五分之一的誤差范圍內(nèi)是正確的(10的18次方)。穩(wěn)定性衡量時(shí)鐘嘀嗒聲隨時(shí)間變化的程度。在這種情況下,NIST時(shí)鐘在一天中在1019(10的19次方)中穩(wěn)定在3.2個(gè)部分內(nèi)。最后,通過比較兩個(gè)原子鐘保持同步的程度來衡量可重復(fù)性。檢查兩個(gè)時(shí)鐘10次,團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)他們的滴答頻率差異在幾分之內(nèi)。 精準(zhǔn)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(cè)量重力。由于目前已知的重力會(huì)扭曲時(shí)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(cè)量時(shí)間來反向測(cè)量重力。 此外更精準(zhǔn)的原子鐘還能幫助測(cè)量地球的引力形狀,精確到1厘米范圍以內(nèi),比當(dāng)前最好技術(shù)精確數(shù)倍。原子鐘還可以幫助探測(cè)引力波,引力波是由宇宙大災(zāi)變引起的時(shí)空結(jié)構(gòu)中的漣漪。它們甚至可以幫助尋找暗物質(zhì),而暗物質(zhì)迄今僅通過其引力相互作用而聞名。 |
最新評(píng)論
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dushunli 2018-12-03 00:17引力波和暗物質(zhì)!
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bairuizheng 2018-12-03 00:28通過比較兩個(gè)原子鐘保持同步的程度來衡量可重復(fù)性。檢查兩個(gè)時(shí)鐘10次,團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)他們的滴答頻率差異在幾分之內(nèi)。
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劉明歡聰慧 2018-12-03 06:41NIST原子鐘精準(zhǔn)度再突破:可幫助人類探索引力波和暗物質(zhì)
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likaihit 2018-12-03 06:43原子鐘需要這么準(zhǔn)媽
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redplum 2018-12-03 06:43真牛比啊
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劉明歡聰慧 2018-12-03 06:44通過對(duì)比兩個(gè)實(shí)驗(yàn)性原子鐘,NIST科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這些設(shè)備在系統(tǒng)不確定性(systematic uncertainty)、穩(wěn)定性(stability)和可重復(fù)性(reproducibility)三個(gè)指標(biāo)中達(dá)到新的記錄。
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shuotian99 2018-12-03 08:00這個(gè)就厲害了
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小德 2018-12-03 08:09精度越來越高
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thorn12345 2018-12-03 08:23NIST原子鐘精準(zhǔn)度再突破
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北極星的天空 2018-12-03 08:30原子鐘精準(zhǔn)度再突破:可幫助人類探索引力波和暗物質(zhì)