美团队创原子钟精度新纪录 或将重定义“秒”

快速阅读: 据相关媒体最新报道，美国NIST团队在《物理审查快报》发表研究，利用铝离子打造精度达小数点后19位的原子钟，准确度提升41%，稳定性为其他钟的2.6倍，推动物理学发展。

据科技日报报道，7月14日，美国国家标准与技术研究院（NIST）的研究团队在《物理审查快报》上发表论文，宣布在原子钟领域取得重大突破。通过将铝离子捕获于离子阱中，团队成功改进了原子钟的精度，使其精度达到小数点后19位，创下新的世界纪录。

新型原子钟在光学时钟的准确度和稳定性上均实现突破，准确度比此前记录提高了41%，稳定性则是其他原子钟的2.6倍。研究团队表示，开发出史上最精准的时钟不仅能够拓展物理学研究的边界，还能为科学家提供全新的视角来认识世界。

铝离子因其独特的特性成为理想选择，其振荡频率比现行“秒”定义基准的铯原子更加稳定，并且对外界干扰具有很强的抵抗力。研究团队历时20年，从激光系统到离子阱结构，再到真空腔体，进行了全面的优化和改造。

团队创新性地采用了加厚离子阱金涂层的镀金工艺，降低了电阻，有效抑制了铝离子的扰动。同时，改良了真空系统，用钛合金腔体替换了传统钢材，使氢气渗透量减少了150倍。通过3.6公里的光纤网络，NIST与科罗拉多大学博尔德分校联合研究机构JILA实验室的“世界最稳激光源”得以整合，从而更精准地探测铝离子并计算其振荡频率。

这些改进使得单次探测时长从0.15秒延长至1秒，不仅提高了时钟的稳定性，还将测量到小数点后19位所需的时间从3周缩短至1天半。

研究团队认为，这一突破性进展将产生深远影响。更精确的原子钟将有助于国际社会更精确定义“秒”，催生新的技术进步。新系统还可作为量子逻辑测试平台，帮助科学家探索量子物理学领域的新概念。此外，新型原子钟不仅能用于探索地球重力场的细微变化，还可能发现标准模型之外的新物理现象。

(以上内容均由AI生成)