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摘要:为什么一秒一秒长在过去的日子里,第二秒被定义为平均太阳日的一个分数,地球绕它的轴24小时的旋转。据《科学美国人》报道,这些测量工作历时近三年,目前有数百个铯原子钟负责保持全球时间和控制GPS导航。这个更高的频率为“秒”的定义增加了更多的数据点,使测量更加精确。巴雷特说,一个房间的温度可以改变作用在原子上的电磁场,而电磁场反过来又会扭曲时间测量。
很多事情都可能在一秒钟内发生;你可能会遇到陌生人,弹手指,坠入爱河,睡着,打喷嚏。但什么是秒,真的——它是否和我们想象的一样精确?”
现在,用来告诉全球时间的最精确的时钟每3亿年就有大约1秒的误差,所以一个在恐龙时代开始滴答作响的时钟今天甚至一秒钟都不会关闭。但科学家认为我们可以做得更好。[物理学中18个最大的未解之谜]
因此,根据4月25日发表在《自然通讯》杂志上的一项新研究,他们正在寻找一种被忽视的稀土元素,它一直在周期表底部聚集灰尘。
为什么一秒一秒长在过去的日子里,第二秒被定义为平均太阳日的一个分数(1/86400),地球绕它的轴24小时的旋转。但是地球的自转会有微小的变化,因此科学家们决定停止扫描天空来校准我们的时钟和按比例缩小的物体——原子的水平,这是物质不可见的组成部分。在1967年,国际度量衡 ... 会将第二个定义为它所需的时间铯原子吸收足够的能量而被激发,也就是说,它的电子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态。要做到这一点,原子必须受到9192631770次微波辐射的脉冲。
研究人员约翰P.洛、罗伯特E.德鲁林格和项目负责人大卫J.格拉斯(从左到右)站在他们开发的名为NIST-7的铯原子钟旁边。该钟位于美国国家标准与技术研究所,负责1993年至1999年在美国计时,但后来被更精确的铯钟取代。(美国国家标准与技术研究所)虽然这个数字看起来可能是随机的,但它来自于测量激发铯原子所需的微波频率,其平均值为1秒。据《科学美国人》报道,这些测量工作历时近三年,
目前有数百个铯原子钟负责保持全球时间和控制GPS导航。但在过去的十年里,又出现了一代原子钟,称为“光学钟”,其精度是铯原子钟的100倍。新的时钟工作方式与铯钟完全相同,只是它们使用铝或镱等原子,这些原子被更高频率的可见光(因此被称为“光学”)而不是较慢的微波激发。这个更高的频率为“秒”的定义增加了更多的数据点,使测量更加精确。新加坡国立大学物理副教授、这项新研究的主要作者默里·巴雷特(Murray Barrett)说:“关于夸克的7个奇怪事实”
要理解这一点,可以把不同类型的钟想象成一对尺子。如果旧的“铯”尺测量一条20厘米(7.9英寸)长的线,那么更精确的“光学”尺也可以测量这条线,例如200毫米。
虽然光学钟非常精确,但让它们运行很长一段时间并在其环境中保持稳定是有问题的,巴雷特说。巴雷特说,一个房间的温度可以改变作用在原子上的电磁场,而电磁场反过来又会扭曲时间测量。因此,铯原子钟“在实现上仍然比新的光学钟可靠得多,”巴雷特告诉《生活科学》杂志,
在他们的新研究中制造了不太敏感的原子钟,巴雷特和他的团队发现,与用于光学时钟的任何其他元素相比,镥离子对环境温度变化的敏感度较低,这使得它成为一个强有力的候选者来担任主计时员。
镥原子也有助于弥补另一个问题的影响
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