物理学家打破了有史以来最精确时钟的记录

德国物理学家制造出了地球上最精确的计时器，新型原子钟达到了前所未有的精确度，该原子钟根据物体的运动来计时。镱离子。

该装置被称为光学单离子时钟，其工作原理是测量镱离子在两个不同能级之间每秒来回振荡数百万亿次的振动频率。这些离子被困在激光束的“光晶格”内，科学家们可以计算每秒镱“滴答声”的数量，从而精确地测量时间，时钟在数十亿年内不会慢一秒。

直到最近，我们最准确的计时器是铯原子钟，这种装置包含一个由微波辐射激发共振的原子“钟摆”。秒的官方定义（标准国际 (SI) 时间单位）正是基于这些时钟。

根据世界上最精确的铯原子钟，1秒是经过的时间9,192,631,770 周期铯 133 原子两个能级之间跃迁产生的辐射。

这听起来可能相当不错，但当涉及到定义时间本身时——它实际上支配着我们生活中所做的一切——你永远不会太准确。

正如世界各地的研究人员已经完善他们的光学原子钟，根据这些设备而不是铯原子钟重新定义秒的需要变得越来越切题。尤其是现在，来自德国联邦物理技术中心 (PTB) 的原子钟专家团队已经建造了一个不亚于准确度提高 100 倍比最精确的铯原子钟。

“可以肯定的是，未来国际单位制秒的重新定义将基于光学原子钟，”团队说。 “它们具有相当高的激发频率（1E14 至 1E15 Hz），这使得它们比铯钟更稳定、更准确。”

早在 20 世纪 80 年代就有预测作者：诺贝尔奖获得者、物理学家，Hans G. Dehmelt，光学原子钟基本上是单个离子或许多中性原子的激光陷阱。虽然其中一些时钟过去已建成，由 PTB 团队构建的模型是第一个达到迄今为止仅在理论上预测的准确度水平的模型。如果您想了解技术，这意味着它的测量不确定度为 3 E-18。

该团队表示，镱 -一种柔软的银色化学元素- 是其时钟的完美离子类型，因为它可以在不同状态之间转换，从而发出清晰且可测量的“滴答声”。 “其中一个转变是基于所谓的‘F 状态’的激发，由于其极长的自然寿命（大约六年），提供了异常狭窄的共振，”团队报告。

就像目前的公斤一样正在重新定义自己, 中的所有内容国际单位制如果您有更准确的测量方法，则可以获取。事实上，这就是科学的基本原理。

结果已发表于物理评论快报。