日本研制出精準(zhǔn)度最高的原子鐘
日本專家組成的一個研究小組研制出迄今為止制造的精準(zhǔn)度最高的原子鐘。這臺光晶格鐘靈敏度極高,能夠探測到地球引力發(fā)生的變化,允許科學(xué)家測量時間的精度達(dá)到令人吃驚的17位數(shù)。此外,它也可用于大幅改進(jìn)GPS跟蹤系統(tǒng),探測最小10厘米的高度差。
日本研究小組表示,這是朝著研制人類歷史上最為精確的測量裝置邁出的重要一步。原子鐘用于設(shè)定國際原子時間或者協(xié)調(diào)世界時,二者與我們絕大多數(shù)人使用的格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時間存在差異,但更為精確。隨著時間的流逝,即使原子鐘也會失去精確性,必須進(jìn)行調(diào)整以修訂微小誤差。精確性降低與所謂的“迪克效應(yīng)”有關(guān),也就是原子鐘的激光器產(chǎn)生的不必要的噪音。日本研究人員研制的光晶格鐘避免了這個問題,同時更為穩(wěn)定,無需經(jīng)常調(diào)整。 這臺新原子鐘由東京大學(xué)的英敏香取教授以及他的團(tuán)隊(duì)在澳大利亞新南威爾士大學(xué)維克多·弗拉姆鮑姆教授的幫助下研制。弗拉姆鮑姆表示,光晶格鐘就像是一個放在草皮上,里面裝有原子的蛋格!半x子時鐘通常只有一個原子,你必須等待很長時間,才能達(dá)到所希望的精確度。新發(fā)明的原子鐘可以操縱數(shù)千個原子,能夠更快獲得結(jié)果! 除了更為精確外,這臺光晶格鐘也可用于尋找地下礦物和碳?xì)浠衔。GPS依靠令人難以置信的精確計(jì)時,精確度更高的GPS自然能夠發(fā)揮更大作用。GPS追蹤器通過與衛(wèi)星保持通訊工作,衛(wèi)星負(fù)責(zé)報(bào)告位置和時間。追蹤器內(nèi)的電腦將自己的時間與衛(wèi)星報(bào)告的時間相比較,利用差值計(jì)算它們的方位。光以每秒18.6萬英里(約合每秒30萬公里)的速度穿行,如果衛(wèi)星時間落后于GPS接收器的時間千分之一秒,接收器便可計(jì)算出它與衛(wèi)星之間的距離為186英里(約合300公里)。 弗拉姆鮑姆說:“我們在測量原子鐘頻率時的精確度可達(dá)到17位數(shù)。它的精確度高的驚人,甚至能夠探測到地球引力勢的差異。在引力場,時間走得更慢,時鐘的快慢取決于物體引力勢的強(qiáng)弱。”他指出,日本研究人員研制的原子鐘也可用于石油勘探!坝捎谑褪堑兔芏纫后w,所以石油的引力勢低于附近巖石。借助于這種原子鐘,你可以勘探礦物,應(yīng)用于包括汽車、飛機(jī)和太空飛船在內(nèi)所有平臺的全球定位系統(tǒng),進(jìn)行實(shí)時相對大地測量。” |