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比“原子钟”更准确的计时器—“镊子时钟”

时间:2020-01-17公布者:腾讯新闻欣赏次数:95次

   世界各地都运用原子钟来准确计时。时钟的每个“滴答”都取决于原子振动及其对左近电磁场的影响。当今运用的基于原子铯的范例原子钟颠末“计数”无线电频率来指示时间。这些时钟可以准确到每亿亿分之一秒丈量一次时间。丈量光的光学频率的新型原子钟更为准确,并且终极约莫改换基于无线电的原子钟。


Adam Shaw,Ivaylo Madjarov和Manuel Endres在加州理工学院研讨其基于激光的仪器。

   如今,研讨职员在加州理工学院喷气推进实行室(JPL),这是由加州理工学院为NASA料理,必需拿出新的设计,持有的允许是最准确和准确的又一个光学原子钟(精度指时钟准确确定时间的技艺,而精度则是指其可以大约准确表现时间的技艺)。它被昵称为“镊子钟”,它采取了所谓的激光镊子来运用单个原子的技术。

   加州理工学院物理学助理教授曼努埃尔·恩德雷斯(Manuel Endres)说:“物理学家的目的之一便是可以大约尽约莫准确地说出时间。”他在《Physical Review X》杂志上颁发了一篇形貌结果的论文。Endres标明说,尽管每天不一定需要超风雅时钟来计时,但它们约莫会招致底子物理学研讨以及尚未想象的新技术的提高。

   新的时钟设计基于曾经运用的两种模范的光学原子钟。第一种基于单个捕捉的带电原子或离子,而第二种则运用捕捉在所谓的光学晶格中的数千此中性原子。在捕捉离子要领中,只需要准确地隔绝和控制一个原子(离子),从而提高了时钟的准确性。另一方面,光学晶格要采取益于具有多个原子-原子越多,由于单个原子的随机量子涨落而孕育发生的不确定性就越少。


   在时钟设置中,约束在81个光学镊子阵列中的约40个88Sr原子被698 nm时钟激光器扣问,荧光成像用于以单原子区分率和反响来检测时钟外形下的种群改造。颠末用于最小化激光噪声的声光调制器(AOM)举行控制。

   Endres团队的原子钟设计实质上连合了两种设计的下风,从而失失了两者的下风。新设计没有运用光学晶格要领那样运用很多原子的聚集,而是运用了40个原子,而这些原子是由激光镊子准确控制的。在这方面,新设计不但受益于具有多个原子,并且还允许研讨职员控制这些原子。

   加州理工学院的研讨生,这项新研讨的紧张作者伊瓦伊洛·马德亚罗夫(Ivaylo Madjarov)说:“这种要领将物理的两个分支讨论在一同-单原子控制技术和准确丈量。” “时时彩平台正在开创原子钟的新平台。”

   Madjarov标明说,通常,原子钟中的原子就像音叉一样,可以资助坚定电磁频率或激光。“时时彩平台的激光振荡就像钟摆一样,可以谋略时间的流逝。原子玄色常结实的参考,可确保摆锤以恒定的速率摆动。”

   研讨小组说,新体系十分妥当未来对量子技术的研讨。这些体系中的原子可以纠纷或全局衔接,并且这种纠纷外形可以进一步坚定时钟。Endres说:“时时彩平台的要领还可以搭建通向量子谋略和通讯架构的桥梁。” “颠末融合物理学中的差异技术,时时彩平台进入了一个新的范围。”

   参考:Ivaylo S. Madjarov,Alexandree Cooper,Adam L. Shaw,Jacob P. Covey,Vladimir Schkolnik,Tai Hyun Yoon,Jason R. Williams和Manuel Endres撰写的“具有单原子读数的原子阵列光学时钟”,11 2019年12月,《物理批驳X》。

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