
中国科学家研制出一种极其精准的钟,其精度可能推动对“秒”的重新定义,并建立一个全球超高精度的时间标准。
这款新型光学钟精确度极高,大约在300亿年内仅会偏差不到一秒。
这意味着,如果时钟运行的时间超过当前宇宙年龄的两倍,其误差将仅有一秒,中国科学技术大学的研究人员表示。
光学钟可以精确到秒的第19位小数,是目前最精准的时间测量设备。
他们通过测量原子中电子在能级之间跃迁时发出的光的频率来计量时间。
这类钟表为现代科技如卫星导航、电信通信和高精度测量提供了高度准确的时间参考。
光学钟也被用于检验基本物理原理,以及探测引力波和暗物质。
到目前为止,科学家们尚未能够制造出精度超过10⁻¹⁹的高精度时钟,这种时钟在数十亿年的时间里只会损失或增大约一秒。
随着新达成的精度,研究人员有望开启一系列前沿应用,一项发表于《Metrologia》期刊的研究指出。
这款新型原子钟能够实现毫米级精度的重力和海拔观测,监测地壳形变、地下水变化,以及更精确的火山活动测量。

虽然秒的最初定义是基于一天的八十六万四千分之一,但这一数值对于科学应用而言并不精确。
1967年,随着原子钟的出现,法国的国际单位制将秒定义为铯-133原子发生9192631770次振荡的时间。
然而,似乎仍有改进空间,因为光学钟被发现更加精确。
如今,随着光学钟表精度的提升,科学家表示,或许可以通过捕捉暗物质相互作用可能引发的低频信号,发展出检测暗物质的新方法。
该研究指出,这一性能达到了重新定义国际单位制秒(SI秒)所需的2倍(10^-18)单时钟精度要求,并补充说这可能推动“高分辨率暗物质搜索”发展。
为了重新定义秒,至少需要在不同机构使用三台具有一定精度和稳定性的光学钟。
目前已有两台其他光学钟已经实现了这一里程碑,随着更多此类超精确钟表协同工作,重新定义“秒”的标准有望很快实现,科学家表示。
