现在是几奌?是时候到达世界上最准确的时钟了!

经过:雷切尔·彭德格拉斯(Rachel Pendergrass)

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那就是PTB单离子ytterbium时钟的离子陷阱。PTB

如果您认为您的Apple Watch是定时工作中最酷的事情,再考虑一下。德国科学家Physikalisch-Technische Bundesanstalt(PTB)刚刚发布了在《历史上最准确的计时设备》中的《物理评论》杂志中。它击败了以前的冠军原子钟。实际上,新的单离子时钟是如此准确,以至于它可能迫使我们重新定义“第二”是什么。

要了解单离子时钟,您必须了解其前任,原子钟。科学家花了很多时间观看原子。他们发现,当原子的电子从能量水平跳到原子中的能量水平时,可以做很多可预测和可检测到的事情(还记得您必须在学校上学的那些电子云吗?)。在原子钟中,原子被迫相对静止地坐着,然后用已知频率的能量(例如激光或微波)爆炸。电子由于这种能量爆炸而移动,时钟计数这些运动。时钟知道通过结合两个已知事物(电子的行为和能量爆炸的特性)来弄清楚一段未知的事物(已经过去了多少时间),知道了多少时间。

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计时的准确性是通过每个“ tick”的长度与其他“ tick”的长度匹配的程度来衡量的。原子钟的定时处理形式是如此准确,以至于我们当前对“第二”的定义来自当前最佳的原子钟 - 剖宫产原子钟。科学家通过其系统不确定性水平来测量时钟的精度,这是一种错误率。

德国人的单人钟在该分数上踢了原子钟的计时屁股。它的系统不确定性为3 x 10-18。这是科学家汉斯·德赫特尔特(Hans Dehmelt)表示,这是1981年可能的准确性,这是科学家一直试图达到的准确性的100倍。

PTB单人离子时钟使用Yb+,这是Ytterbium的离子,但在英国和中国有研究项目,以及基于其他离子的单离子钟,例如SR+,Ca+和Al+。

与PTB的光学时钟合作的克里斯蒂安·塔姆(Christian Tamm)博士通过电子邮件告诉我们:“这些离子系统中的每一个在准确性潜力和技术复杂性方面都有特殊的优势和缺点。”

Tamm补充说:“ YB+似乎具有高精度的潜在挑战性AL+,但也许基于YB+的时钟更容易实现和优化。”

这一发现具有更大的影响,而不是确保您准时参加下一次游泳。超准确的计时器对全科医生甚至互联网都有巨大影响。PTB希望使用其时钟来测试物理理论。

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