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2018-11-29 17:20 |
NIST原子鐘精準(zhǔn)度再突破：可幫助人類探索引力波和暗物質(zhì)
科學(xué)家正視圖尋找測(cè)量時(shí)間的更準(zhǔn)確方法。最近由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）開展的測(cè)試中，實(shí)驗(yàn)性原子鐘在三個(gè)指標(biāo)上刷新了歷史性能記錄，意味著可以幫助人類更精準(zhǔn)地測(cè)量地球的引力，以及檢測(cè)難以捉摸的暗物質(zhì)。 do-mkvk
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NIST時(shí)鐘由1000個(gè)鐿原子（ytterbium atoms）組成，懸浮在激光束網(wǎng)格中。這些激光每秒“滴答”數(shù)萬(wàn)億次，并反過來(lái)讓這些原子像節(jié)拍器一樣在兩個(gè)能量級(jí)別上來(lái)回閃爍。通過對(duì)這些原子的測(cè)量可確保原子鐘時(shí)間的精準(zhǔn)性，在某些情況下每3億年誤差1秒鐘。 ,JL Y
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但這種誤差仍有改善的空間。NIST通過為這些設(shè)備增加熱屏蔽和電屏蔽。通過對(duì)比兩個(gè)實(shí)驗(yàn)性原子鐘，NIST科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這些設(shè)備在系統(tǒng)不確定性（systematic uncertainty）、穩(wěn)定性（stability）和可重復(fù)性（reproducibility）三個(gè)指標(biāo)中達(dá)到新的記錄。 t;>"V.F<1
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系統(tǒng)不確定性指的是時(shí)鐘的刻度與其內(nèi)部原子的自然振動(dòng)的匹配程度。根據(jù)團(tuán)隊(duì)的說(shuō)法，原子鐘在一個(gè)五分之一的誤差范圍內(nèi)是正確的（10的18次方）。穩(wěn)定性衡量時(shí)鐘嘀嗒聲隨時(shí)間變化的程度。在這種情況下，NIST時(shí)鐘在一天中在1019（10的19次方）中穩(wěn)定在3.2個(gè)部分內(nèi)。最后，通過比較兩個(gè)原子鐘保持同步的程度來(lái)衡量可重復(fù)性。檢查兩個(gè)時(shí)鐘10次，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)他們的滴答頻率差異在幾分之內(nèi)。 9f wFSJx
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精準(zhǔn)度的新高度，意味著原子鐘可以幫助我們比以往更精確地測(cè)量重力。由于目前已知的重力會(huì)扭曲時(shí)間的流逝（在太空中的原子鐘速度要比地面慢），因此全新的原子鐘可以通過測(cè)量時(shí)間來(lái)反向測(cè)量重力。
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