原子鐘能夠進行人類可以進行的最精確的物理測量，但由於它們非常複雜，因此迄今為止它們一直僅限於實驗室使用。
科學家首次開發了便攜式版本，並用它在實驗室環境外進行重力測量。
原子鐘所涉及的技術令人驚嘆。他們追蹤被雷射捕獲的原子的極其規律的振盪，以盡可能保持最準確的時間，使其能夠測量到小數點後第 18 位。
有史以來最精確的原子鐘，使用雷射晶格中包含的鍶原子建造 - 所謂的光學晶格原子鐘 -150億年不會失去或獲得一秒。這比宇宙目前的年齡還要長。
鍶原子被冷卻到略高於絕對零度溫度的溫度，並被兩束雷射光束的干涉圖案捕獲。雷射激發原子，使其振盪。
新的手提原子鐘，也是由德國聯邦物理技術學院的研究人員開發的鍶光學晶格，其精度不如 2015 年打破紀錄的人。不確定度為 7.4 × 10−17。
但它足夠精確來測量重力，正如國際研究小組剛剛發現的那樣。
我們知道重力會影響物質。我們知道它會影響光。是的，它也會對時間產生影響——重力越強，時間就越慢。
你無法用地球上的常規計時器檢測到這種效應，但原子鐘非常精確，可以用來測量這種效應。
此欄位稱為相對論大地測量學，因為，令人驚訝的是，這是愛因斯坦理論所預測的。
引力紅移之前也曾在實驗室環境中透過原子鐘測量過。用便攜式原子鐘測量它並沒有告訴我們任何關於引力紅移的新東西，但它確實告訴我們便攜式原子鐘值得追求。
拖車內的原子鐘。 （聯邦物理技術研究所）
該團隊將時鐘用溫度穩定且減震的拖車開往法國Modane 地下實驗室，並將他們獲得的測量結果與都靈國家計量研究所(Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica) 進行的測量進行比較，該研究所距離90 公里，高度差為1,000 公尺（3,280 英尺）。
光纖鏈路和頻率梳允許連接兩個時鐘並準確比較它們的讀數。
同時，也使用低溫銫噴泉鐘和鐿光學晶格鐘進行了測量。然後研究人員將便攜式時鐘開到都靈，根據該地點的測量結果檢查它。
美國國家標準與技術研究所的安德魯·勒德洛（Andrew Ludlow）寫道，測量結果是一致的，但時鐘確實還需要一些工作。
“正如對此類開創性工作的預期，測量活動並不完美，”他在一篇相關社論中寫道自然物理s。
「在一段時間內，便攜式光學時鐘無法運作，測量精度低於光學時鐘的能力。
“雖然相對論大地測量與傳統大地測量非常吻合，但其精度比傳統技術低兩個數量級。”
儘管如此，該實驗確實證明了這一原理，代表了便攜式原子鐘的一個重要里程碑。
未來，它們的使用方式可能比目前實驗室使用的原子鐘更靈活。
例如，放置一個太空中的光學晶格鐘將為廣義相對論開闢新的測試，與地面原子鐘、地球物理學、天基干涉測量進行比較，是的，還有更多來自低地球軌道高度的相對論大地測量測試。
它還可以幫助監測海平面變化研究人員指出，並有助於建立統一的世界高度參考系統。
「光學鐘被認為是下一代原子鐘——不僅可以在實驗室運行，還可以作為移動精密儀器，」克里斯蒂安·利斯達特說德國聯邦物理技術研究所。
“這次合作再次證明了物理學或計量學、大地測量和氣候影響研究等學科如何能夠互惠互利。”
團隊論文已發表在期刊上自然物理學。
