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日志

 
 

日本造出世界上最精确的钟 每天误差百兆分之一秒  

2007-01-16 18:13:09|  分类: news |  标签: |举报 |字号 订阅

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  有没有算过1后面带上18个零排列在一起应该是多少?《孙子算经》有云,万万曰亿,万万亿曰兆,这一数字算下来应该是100兆。

  日前,

日本科学家宣布研制出了目前世界上最精确的钟,这座钟每天仅发生百兆分之一秒的误差。

最精确的钟

  本月19日出版的英国《自然》杂志报道了这一世界上最精确的钟。日本东京大学的研究人员为了完善钟表的精确性,设计了一种锶原子做的钟摆,该钟摆和非常稳定的能发出激光的光波在一起合作,形成了世界上最精确的钟——“光晶格钟”,其误差为每天百兆分之一秒。

  据悉,这座钟的发明将为人造卫星提供更为精准的导航,还将精确计算宽带网传送信息的时间。此外,这座钟还有可能用来测试物理学的某些理论,如相对论和量子电动力学。但这种最精确的钟并不可能出现在某个人的手腕上,或者成为家中的一件摆设。

优势对比

  到目前为止,世界上最好用的钟是用分子量为133的铯原子制成的。铯原子通过吸收无线电波,其精确度能够达到每天仅丢失千万亿分之一秒,也就是10的15次方分之一秒。但“铯钟”也有它的局限:和光波相比,无线电波运转的频率要低得多。

  随着“光学频率梳”技术的发展,光学频率和无线电频率之间建立了一种连贯的联系。光学钟吸引了越来越多的科学家,将其作为未来精准原子钟的发展趋势。

  因此,日本科研人员发明的“光晶格钟”最具创新的一步就是,它是以激光为动力的原子钟。“光晶格钟”的突出优势是,与利用中性原子的光学钟相比,它的谱线宽度更窄;而与诱捕单一离子的钟相比,它又更稳定。

钟的历史

  所有钟都由2个部分组成:周期振荡器和计数器。最古老的日晷就是用地球自转作为振荡器,用人作为计数器来计时的。1656年,克里斯蒂安·惠更斯制成了世界上第一座使用钟摆的钟,它的振荡器就是钟摆,而计数器则是一个自动运行的机械计数器。

  现代钟表基本都使用快速振荡器和电子计数器。20世纪20年代发明的石英钟,靠一小块晶体来引发每秒1万次的摇摆。而现在普遍使用的原子钟,则靠原子中的核子来推动钟表走动。

  为了改进世界上最精确的钟,各国科学家进行了一系列尝试。早在2001年,美国国家标准与技术研究所就宣布,他们用激光和汞离子制成了最精确的钟。2002年,英国国立物理实验室超越了美国,靠诱捕锶离子,他们再次提高了钟表的精确度。应当指出的是,英国诱捕锶离子的技术和日本本次宣布的技术相比,并不一样。

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