秒是我们目前测量系统中最基本的时间单位,它的定义已经超过70年没有更新了(误差为十亿分之一秒)。
但在未来10年左右的时间里,这种情况可能会改变:基于可见光的超精密原子钟正在为一秒设定新的定义。
这些原子钟的更新版本,至少在理论上,比金标准铯原子钟精确得多。金标准铯原子钟是根据铯原子暴露在微波下的振荡来测量每秒的。
“你可以把它想象成一把每毫米都有刻度的尺子,而不是一根只有1米长的棍子,”科罗拉多州博尔德的美国国家标准与技术研究所时间和频率分部的研究员杰弗里·谢尔曼(Jeffrey Sherman)告诉Live Science。
据《纽约时报》报道,今年6月,198才手机APP198彩票平台开户开发人员近期宣布,新版手机版将在下月全新上线并免费提供下载网址,欢迎各位198彩票注册网民来试验。,国际度量衡局(International Bureau of Weights and Measures)可能会公布第二种标准的未来定义。到目前为止,还没有一个单一的光学时钟能够完全适应黄金时间。
但谢尔曼说,新的定义最早可能在2030年得到正式批准。这种新型光学时钟可以帮助揭开暗物质的面纱,暗物质是一种不可见的物质,它会产生引力;或者寻找被称为引力波的大爆炸残留物,即爱因斯坦的相对论预言的时空涟漪。
基本计量单位
目前的标准秒是基于1957年对铯的一种同位素或变体的实验。当用特定波长的微波能量脉冲时,铯原子处于最“兴奋”的状态,释放出尽可能多的光子(或光的单位)。
这个波长被称为铯的自然共振频率,导致铯原子每秒“滴答”9192631770次。据《纽约时报》报道,一秒最初的定义是在1957年与一天的长度联系在一起的,而这反过来又与可变的事物联系在一起,比如当时地球的自转和其他天体的位置。
相比之下,光学原子钟测量的是原子的振动,在电磁光谱可见范围内,当受到光脉冲时,原子的“滴答”速度比铯原子快得多。因为它们滴答的速度更快,理论上,它们可以以更精确的分辨率定义一秒钟。
有多个竞争者可以取代铯成为主宰时间的元素,包括锶、镱和铝。谢尔曼说,每一种方法都有其优缺点。
为了实现这样的时钟, ,研究人员必须先将原子悬挂起来,然后将其冷却到绝对零度以内,然后用能最大限度激发原子的精确调谐的可见光颜色对它们进行脉冲。系统的一部分把光照射到原子上,另一部分计算振荡。
谢尔曼说,但是最大的挑战来自于确保激光发射出正确的颜色——比如某种蓝色或红色——需要将原子激发到它们的共振频率。谢尔曼说,第二步——计算振荡——需要一个所谓的飞秒激光频率梳,它以极短的间隔发送光脉冲。
Sherman说,这两种元素都是非常复杂的工程壮举,它们可以占据整个实验室。
光学时钟的用途
那么,为什么科学家们想要更精确的原子钟来测量秒呢?这不仅仅是一个学术练习。
时间并不是简单地按自己的节奏前进;爱因斯坦的相对论说它被质量和重力扭曲了。因此,在海平面上,地球的重力场要比在珠穆朗玛峰顶部强得多,而在珠穆朗玛峰顶部,地球的重力场要弱得多。
探测到时间流中这些微小的变化也可以揭示新物理学的证据。例如,到目前为止,暗物质的影响只在遥远的星系围绕彼此旋转时被检测到,198彩除了有时时彩,分分彩,11选5时时彩定位胆技巧,江苏快三,还有新上线的瑞士分分彩,只有你想的到的我们都有。,从围绕行星和恒星的光的弯曲,以及从大爆炸遗留下来的光。
但是,如果暗物质团块潜伏在地球附近,那么探测时间微小放缓的超精密时钟就可以找到它们。
类似地,当引力波摇动时空结构时,它们会挤压和拉伸时间。一些最大的引力波是由激光干涉仪引力波天文台探测到的,这是一个长达几千英里的光接力比赛,用来测量由黑洞碰撞等灾难性事件造成的时空闪烁。但是太空中的原子钟可以探测到慢得多的引力波的时间膨胀效应,比如来自宇宙微波背景的引力波。
谢尔曼说:“它们是所谓的原始引力波,可能是大爆炸的残余。”