在中國古代,計時(shí)的方法有日晷、水鐘等,雖然隨著(zhù)時(shí)代進(jìn)步,時(shí)鐘也在不停地更新?lián)Q代,但是即使是這樣,時(shí)鐘的誤差也還是存在。但前段時(shí)間,日本方面研究出世界上最精確的時(shí)鐘,160億年才產(chǎn)生1秒誤差。下面就給大家介紹世界上最精確的時(shí)鐘。
一、世界上最精確的時(shí)鐘,160億年才產(chǎn)生1秒誤差
據悉,2015年日本東京大學(xué)其研究小組與日本理化學(xué)研究所合作,開(kāi)發(fā)出精確度極高的光晶格鐘,160億年才產(chǎn)生1秒誤差。這是在實(shí)驗中確認的迄今世界最高精確度,所以被稱(chēng)為世界上最精確的時(shí)鐘。
和以往印象中的時(shí)鐘不同光晶格鐘是一種原子鐘,世界各國都在大力進(jìn)行研究研究原子鐘。所謂原子鐘就是以原子中電子的振動(dòng)為振子的時(shí)鐘,如果振動(dòng)的頻率在光波段,時(shí)鐘就稱(chēng)為光鐘,而世界上最精確的時(shí)鐘——光晶格鐘是光鐘的一種。
誤差始終存在
目前,像誤差是無(wú)法避免的,無(wú)論是再精確的鐘都或多或少會(huì )有誤差,而世界上最精確的時(shí)鐘的秒的定義是根據銫原子的電磁波周期數來(lái)決定,每3000萬(wàn)年有1秒誤差。東京大學(xué)研究生院工學(xué)系教授香取秀俊率領(lǐng)的研究小組,選擇了比銫原子能更精密測量時(shí)間的鍶原子進(jìn)行實(shí)驗,用激光將鍶原子封閉在十萬(wàn)分之二毫米左右的格子狀空間內,然后計算其振動(dòng)數,這也使這款光晶格鐘是世界上最精確的時(shí)鐘。
另外,即使是在低溫環(huán)境下,原子不易受電磁波影響,為此開(kāi)發(fā)出能在零下170攝氏度下工作的光晶格鐘,最終實(shí)現了160億年才有1秒誤差。
二、曾經(jīng)的世界上最精確的時(shí)鐘,精度達10億年每秒
據悉,在日本發(fā)明世界上最精確的時(shí)鐘之前,這一紀錄保持者是英國國家物理實(shí)驗室的科學(xué)家發(fā)明出世界上最精確光鐘,其技術(shù)領(lǐng)先美國。負責該項目的科學(xué)家帕特里克·吉爾認為,這是該實(shí)驗室104年歷史中取得的最重要的成果。
精度達10億年每秒
光鐘是國際計量科學(xué)發(fā)展的熱點(diǎn)。目前世界上最精確的時(shí)鐘秒的精確定義為原子秒,即銫原子同位素133基態(tài)超精細能階躍遷的9192631770個(gè)周期為一秒,最好的原子鐘誤差為3000萬(wàn)年1秒。2001年,美國國家標準技術(shù)研究所利用單汞離子制成光鐘原型,“滴答”達一千億每秒。而吉爾教授所發(fā)明的新鐘則采用的是單鍶離子,其精度是美國汞光鐘的三倍,使之成為世界上最精確的時(shí)鐘。理論上講,采用這種新技術(shù),可使精度達10億年每秒。
運用廣泛
其實(shí),在一般人的眼中,世界上最精確的時(shí)鐘這樣極度的精確度可能看似多余。但是,除了設置世界各地的官方時(shí)間以外,世界上最精確的時(shí)鐘可以被用于很多方面。例如,衛星導航系統使用原子鐘,如果原子鐘與衛星越同步,系統提供的數據越精準。使用世界各地的電波望遠鏡觀(guān)察太空的某一點(diǎn),可以同步為一個(gè)和地球直徑一樣的望遠鏡。
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