中国基因网

中国基因网您的位置：首页 >行业资讯 >

镊子时钟 可能有助于更准确地分辨时间

2019-12-24 10:33:10 • 来源：

世界各地都使用原子钟来精确计时。时钟的每个“滴答”都取决于原子振动及其对周围电磁场的影响。当今使用的基于原子铯的标准原子钟通过“计数”无线电频率来指示时间。这些时钟可以精确到每亿亿分之一秒测量一次时间。测量光的光学频率的新型原子钟更为精确，并且最终可能取代基于无线电的原子钟。

镊子时钟 可能有助于更准确地分辨时间

现在，加州理工学院和由加州理工学院为NASA管理的喷气推进实验室(JPL)的研究人员已经提出了一种新的光学原子钟设计，该钟表有望成为迄今为止最准确，最精确的仪器。时钟正确确定时间的能力，而精度则是指其能够精确显示时间的能力)。它被昵称为“镊子钟”，采用的技术是使用所谓的激光镊子来操纵单个原子。

加州理工学院物理学助理教授曼努埃尔·恩德雷斯(Manuel Endres)说：“物理学家的目标之一就是能够尽可能准确地说出时间。”他发表了一篇新论文，在《物理评论X》上对结果进行了描述。Endres解释说，尽管每天不一定需要超精密时钟来计时，但它们可能会导致基础物理学研究以及尚未想象的新技术的进步。

新的时钟设计基于已经使用的两种类型的光学原子钟。第一种基于单个捕获的带电原子或离子，而第二种则使用捕获在所谓的光学晶格中的数千个中性原子。在捕获离子方法中，只需要精确地隔离和控制一个原子(离子)，从而提高了时钟的准确性。另一方面，光学晶格方法受益于具有多个原子 -原子越多，由于各个原子的随机量子涨落而产生的不确定性就越少。

Endres团队的原子钟设计实质上结合了两种设计的优势，从而获得了两者的优势。新设计没有使用光学晶格方法那样使用许多原子的集合，而是使用了40个原子，而这些原子是由激光镊子精确控制的。在这方面，新设计不仅受益于具有多个原子，而且还允许研究人员控制这些原子。

加州理工学院的研究生，这项新研究的主要作者伊瓦伊洛·马德亚罗夫(Ivaylo Madjarov)说：“这种方法将物理的两个分支联系在一起-单原子控制技术和精确测量。” “我们正在开创原子钟的新平台。”

Madjarov解释说，通常，原子钟中的原子就像音叉一样，可以帮助稳定电磁频率或激光。“我们的激光振荡就像钟摆一样，可以记录时间的流逝。原子是非常可靠的参考，可以确保钟摆以恒定的速率摆动。”

研究小组说，新系统非常适合未来对量子技术的研究。这些系统中的原子可以纠缠或全局连接，并且这种纠缠状态可以进一步稳定时钟。Endres说：“我们的方法还可以为量子计算和通信架构搭建桥梁。” “通过融合物理学中的不同技术，我们进入了一个新的领域。”

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

推荐内容