秒的定义，最基本的单位时间在我们当前的测量系统中，已经有 70 多年没有更新了（大约十亿分之一秒）。
但在未来十年左右，这种情况可能会发生变化：依赖可见光的超精密原子光学钟有望为秒设定新的定义。
这些较新版本的原子钟至少在理论上比金标准铯钟精确得多，后者根据铯的振荡来测量秒原子当暴露于微波炉。
“你可以把它想象成一把每毫米都有刻度线的尺子，而不是一根只有 1 米长的棍子，”博尔德国家标准与技术研究所时间和频率部门的研究员杰弗里·谢尔曼 (Jeffrey Sherman) 说。科罗拉多州，告诉《生活科学》。
六月，国际计量局可能会发布未来定义第二个所需的标准，纽约时报报道。 到目前为止，还没有一个光学时钟完全准备好迎接黄金时段。
但谢尔曼表示，新的定义最早可能会在 2030 年正式获得批准。
新型光学时钟可以帮助揭开真相暗物质，施加引力的看不见的物质； 或找到残留物被称为, 中的涟漪时空爱因斯坦的相对论预言了。
基本计量单位
目前的标准秒是基于 1957 年铯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“激发”状态并释放尽可能多的光子或光单位。
该波长被称为铯的自然共振频率，使铯原子每秒“滴答”9,192,631,770 次。
1957 年，秒的最初定义与一天的长度有关？ 反过来，这与可变的事物有关，例如地球的自转和当时其他天体的位置，根据纽约时报。
相比之下，光学原子钟测量原子的振荡，当电磁波谱可见光范围内的光脉冲作用时，原子的“滴答声”比铯原子快得多。 因为它们的滴答速度更快，所以理论上它们可以以更精细的分辨率定义秒。
有多种竞争者可以取代铯，成为统治者，包括锶、镱和铝。 谢尔曼说，每种方法都有其优点和缺点。
为了实现这样的时钟，研究人员必须暂停原子，然后将其冷却到绝对零的毫厘之内，然后用最大程度地激发原子所需的精确调谐的可见光颜色对它们进行脉冲。
系统的一部分将光照射在原子上，另一部分则对振荡进行计数。
但一些最大的挑战来自于确保激光器发出正确颜色的光？ 比如说，某种蓝色或红色？ 谢尔曼说，需要将原子踢到共振频率。
第二步？ 计算振荡 ? 谢尔曼说，需要一种所谓的飞秒激光频率梳，它可以以微小的间隔发送光脉冲。
谢尔曼说，这两个元件都是极其复杂的工程技术，它们本身就可以占据整个实验室房间。
光学时钟的用途
那么为什么科学家需要更精确的原子钟来测量秒呢？ 这不仅仅是一个学术练习。
时间并不只是按着自己的节奏前进； 爱因斯坦的相对论说它被质量扭曲了重力。
因此，在海平面（地球引力场更强），时间的流逝速度可能比在珠穆朗玛峰顶（地球引力场稍弱）慢得多。
检测时间流动中的这些微小变化也可以揭示新物理学的证据。
例如，迄今为止，仅在遥远的相互环绕的星系舞蹈中、行星和恒星周围光线的弯曲以及来自恒星的剩余光线中检测到了它的影响。大爆炸。
但如果暗物质团块潜伏在离我们较近的地方，那么探测时间微小减慢的超精密时钟就可以找到它们。
同样，当引力波震动时空结构时，它们会挤压和拉伸时间。 激光干涉仪引力波天文台探测到了一些最大的引力波，这是一个数千英里的光接力赛，用于测量由灾难性事件（例如，碰撞。
但太空中的一个原子钟营可以探测到这些时间膨胀对慢得多的引力波的影响，例如来自。
“它们是所谓的原始引力波，可能是大爆炸的残余物，”谢尔曼说。
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