科技日报北京1月21日电 (记者张梦然)德国联邦物理技巧研讨院团队胜利开辟出一系列进步的光学原子钟,此中包含单离子时钟跟光晶格时钟。这些新型时钟展现了史无前例的精度,可比现有的界说国际单元制中“秒”的铯原子钟准确1000倍以上。相干研讨结果宣布在最新一期《物理批评快报》上。 下一代原子钟应用激光频率作为计时基本,其频率大概是以后铯原子钟所应用的微波频率的100000倍。只管还在评价阶段,但局部现有光学原子钟的正确性曾经到达了铯钟的100倍。跟着进一步的测试跟寰球范畴内的对照,它们无望成为从新界说“秒”的要害东西。 在光学原子钟的任务道理中,原子被特定频率的激光照耀,这招致原子转变其量子态。为了确保这种改变产生,必需维护原子不受外界烦扰,而且要准确丈量任何残余的影响。对含有软禁离子的光学原子钟而言,这一进程特殊无效。离子能够被电场捕捉,在真空中坚持在极小的空间内,从而实现濒临幻想、无烦扰的量子体系。因而,离子钟的绝对体系不断定度可能到达小数点后18位以外的程度。换句话说,假如从宇宙年夜爆炸开端计时,如许的时钟最多只会有一秒的偏差。 传统上,这些时钟依附于单一的时钟离子收回的旌旗灯号,须要长时光(偶然长达两周)来丈量频率。为进步效力,新开辟的时钟引入了并行化处置,即多个差别品种的离子能够在统一离子阱中同时被捕捉。这些离子彼此感化构成晶体构造,并联合差别范例的离子特征来加强机能。 此次团队抉择了铟离子,因其具有实现高精度的优胜属性,并增加镱离子用于无效的冷却。同时,他们经由过程翻新方式处理了既往难点,使得新时钟精度濒临小数点后18位。 在比拟丈量中波及了德国联邦物理技巧研讨院的别的两个光学时钟体系跟一个微波时钟体系——单离子镱钟、锶晶格钟以及铯喷泉钟。铟钟与镱钟之间的比率初次到达了总体不断定度的请求,合乎从新界说“秒”所需的严厉尺度。 该计划预示着新一代高度稳固跟准确的光学离子钟的到来。它不只实用于其余范例的离子,并且为全新的时钟观点摊平了途径。