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激光器供源制备稳定性创纪录的原子钟

2013-10-07 00:03
Radow
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  ——美国研究人员建造了一台比现在最好设备稳定10倍的原子钟,这一成果是通过两个特殊光学晶格时钟建造的。利用原子钟可以极为精准地测量时间,而原子钟也有很多应用,包括全球定位和长基线干涉测量,研究人员的工作还有可能用于引力场探测以及测试基本常熟的真实恒定性。原子钟的稳定性与其速度变化快慢相关,而其准确性或不确定性是与速度与校正值之间区别的大小来决定的。没有一个钟比稳定时更精准,即使在一种情况下是十分精准的,但不会长久保持下去。与大家更为熟悉的受困离子钟不同的是,单个离子受困于电场,光学晶格钟诱捕许多同样的中性原子(每次5000个),在两束双向传输激光束的驻波。利用同一激光器同时测量这些原子中特选原子跃迁的频率,随后用作时钟的基准频率。

  在新的研究中,科罗拉多的研究小组并排搭建了两个原子钟,每一个钟都测量被困在光晶格中镱原子相同跃迁的频率,但是两个原子钟的工艺细节是不同的,这样可以确保噪音对两个钟的影响不同。两个钟由同一款频率稳定激光器供源,但是分别调制两个光晶格中光激发电子跃迁。七个小时过后,研究人员发现两个钟测量的时间相差1.6*10^18(1.6 parts in 10^18),比宇宙年龄的十分之一秒还少。

科罗拉多建成最稳定原子钟

  该研究小组已经建立了稳定时钟,目前正在研究对时钟速率有影响的外部因素。研究人员称对时钟不确定性的评估是在2009年,当时不确定性的水平接近1.0*10^16 (1 part in 10^16),目前研究人员正在评估剩余的不确定性,他们希望可以将时钟精确度控制在稳定性范围内。

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