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精度達小數(shù)點后19位 新型原子鐘有望推動“秒”重新定義
2025年07月16日 11:13:37
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：355
美國國家標準與技術研究院(NIST)研究團隊14日發(fā)表了一項重要成果，其中稱相關團隊通過將鋁離子捕獲于離子阱中改進了原子鐘，使其精度創(chuàng)下小數(shù)點后19位的驚人紀錄。
原子鐘是利用原子特定能級躍遷時輻射或吸收的穩(wěn)定頻率來精準計時的裝置，具有精度高、穩(wěn)定性好且受環(huán)境影響小的優(yōu)點，在衛(wèi)星導航、通信網絡、電力系統(tǒng)等眾多領域發(fā)揮著關鍵作用，是現(xiàn)代高精度計時與時間同步的核心設備。
與此同時，原子鐘的出現(xiàn)也為現(xiàn)代科學定義秒提供了幫助。1967年，第十三屆國際度量衡大會將“秒”定義為“銫-133原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的9,192,631,770個周期的持續(xù)時間”。從此，“秒”與原子鐘的頻率綁定，取代了此前基于地球自轉的“平均太陽日”定義。而這一定程度上也促進了科研產業(yè)邁向更高精度。
而就在近日，一項新的研究成果或許將推動“秒”的重新定義，并有望為量子技術發(fā)展提供助力。
美國國家標準與技術研究院(NIST)研究團隊14日發(fā)表了一項重要成果，其中稱相關團隊通過將鋁離子捕獲于離子阱中改進了原子鐘，使其精度創(chuàng)下小數(shù)點后19位的驚人紀錄。并且其準確度較此前紀錄提升41%；穩(wěn)定性更是達到其他原子鐘的2.6倍。這有望幫助科學家拓展物理學邊界。
相關報道中提到，為了將鋁離子捕獲于離子阱中，團隊創(chuàng)新鍍金工藝，通過加厚離子阱金涂層降低電阻，有效抑制鋁離子擾動。與此同時，團隊還采用鈦合金腔體替代傳統(tǒng)鋼材，改良了真空系統(tǒng)，這使得氫氣滲透量驟降至1/150。最后，通過3.6公里光纖網絡整合NIST和科羅拉多大學博爾德分校聯(lián)合研究機構JILA實驗室的“世界最穩(wěn)激光源”，更精準探測鋁離子并計算其振蕩頻率。最終通過1天半的時間，測量到小數(shù)點后19位，實現(xiàn)了精度上的突破。
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