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精确度远超现有技术水平下一代光学原子钟可用于探测引力波

发布日期:2021-08-21 16:46浏览次数:
本文摘要:据科技日报报导,英国《大自然》杂志29日在线公开发表的一项物理学研究认为,下一代光学原子钟早已比起现有方法更加准确地测量地球表面时空的引力变形。这一成果可用作观测引力波、检测广义相对论以及找寻暗物质。 时间的推移并非意味著,而是各不相同等价的参考标准。因此,时钟的测量很更容易受到相对速度、加速度和重力势的影响。重力势减少不会造成山顶的钟比地面的钟回头得更慢。为了对引力场中有所不同方位的钟展开核对,就必须一个联合的参考面。

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据科技日报报导,英国《大自然》杂志29日在线公开发表的一项物理学研究认为,下一代光学原子钟早已比起现有方法更加准确地测量地球表面时空的引力变形。这一成果可用作观测引力波、检测广义相对论以及找寻暗物质。

时间的推移并非意味著,而是各不相同等价的参考标准。因此,时钟的测量很更容易受到相对速度、加速度和重力势的影响。重力势减少不会造成山顶的钟比地面的钟回头得更慢。为了对引力场中有所不同方位的钟展开核对,就必须一个联合的参考面。

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地球上的参考面为大地水准面,大地水准面是与全球平均值海水面重合的等势面,目前由全球卫星定位系统和一个算入重力的大地水准面模型的高程测量确认。两者当前皆有几厘米的不确认度,而用于原子钟,就可以减少这种不确认度。此次,美国国家标准与技术研究院(NIST)科学家威廉姆·麦克卢及其同事,根据三个基准密切相关了两个镱原子光晶格钟。科学家们报告称之为,以钟频为单位,系统不确认度为1.4×10-18,测量不稳定度为3.2×10-19,并能通过重复本地频率核对,超过有所不同钟频差为10-19量级的重现性。

如此低的精确度,早已可以保证大地水准面测量的不确认度大于1厘米,远超过现有技术。研究人员回应,原子钟是基于特定原子光子在光频波段的测量。下一代原子钟对引力的相对论效应十分灵敏,甚至可以用于引力位探测器。

在2016年,NIST的物理学家曾利用镱原子钟建构了原子钟稳定性的世界纪录。镱原子钟必须镱原子加热,然后将其堵塞到由激光做成的光晶格“容器”中,每秒“滴答”最少数百万亿次的光晶格不会引起这些原子在两个能量级之间“转动”,最后做成了超级平稳的原子钟。


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