“世界上最准确的时钟”：原子钟刚刚创下新的世界纪录

通过手表或手机计时对于日常生活来说可能已经足够了，但科学家在准确性方面更加雄心勃勃，并使用原子钟来尽可能准确地测量时间片段。

这些时钟是根据电子在外部能源激发时改变能级而引起的光波或微波信号的“滴答声”来设置的。由于每种元素的这些交换以特定且已知的频率发生，因此其中的一个原子可用于更准确的标记。

现在我们有了一个新的原子钟，它声称打破了之前所有的精确度记录。它基于镥元素，测量一秒的不确定性低于十亿分之一秒，大约比以前记录的任何数据都要好四倍。

换句话说，如果运行3000亿年（大约是百亿亿分之一秒），它应该在不到一秒的时间内就出来了。新加坡国立大学的研究人员已经发表了他们的研究成果 自然。

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“我相信我们拥有的是世界上最准确的时钟，”物理学家默里·巴雷特说。 “未来，我不知道如何打败这个时钟。”

原子钟传统上使用铯作为参考元素，但近年来尝试了其他元素，包括锶。这些元素的振动速度比铯更快，这意味着每秒的滴答数更高。

几十年来，研究人员一直在探索使用镥的可能性，并且仍然是唯一了解计时潜力的群体。

该元件真正出色的地方在于其耐用性。它的原子结构意味着它能够很好地屏蔽热、磁和运动，从而防止电子改变其能量状态。

“良好的性能意味着即使在各种环境下也能实现高精度，”Barrett 说。

“即使你从死亡谷记录的地球上最热的地方到南极高原最冷的地方，镥钟也会保持不变。”

为了测试原子钟的准确性，研究人员还建造了第二个基于镥的时钟。通过对爱因斯坦广义相对论的调整（时钟不在同一个地方），这两个单位进行了相互比较。

在总共12天的200个小时的测量中，两个小时之间的差异非常小，几乎为零。

物理学家凯尔·阿诺德 (Kyle Arnold) 说：“有一句幽默的说法是，‘带着一只手表的人知道现在是什么时间，而带着两块手表的人永远不确定。’”

“它基本上告诉你，测试标准准确性的唯一方法是比较手表并显示可重复性。”

除了在一段时间内作为一个非常非常好的参考点之外，这些高精度时钟对于一些基础的、大规模的物理研究很有价值——测量地球上的重力如何变化。

为了进一步推进原子钟技术，该团队希望缩小其尺寸（目前占据整个实验室），以便可以将其从一个地方运输到另一个地方。这意味着它可以在更多位置进行准确性测试，并可用于实际应用（例如地下岩浆监测）。

同样，镥具有可以提供帮助的特性。该元件使用现成的激光器，不会占用太多空间，并且可以在室温下运行，无需大型冷却系统。

“下一步是采用实验室规模的时钟并将其缩小为便携式系统，”物理学家迈克尔·李说。

该研究发表于 自然。