美原子鐘更精準校對
生活中常以分秒來計時,在當今太空探測、通信導航、天文觀測、工業自動化等領域,越來越需要更精密的時間測量。時間常常被準確到萬分之一秒,甚至百萬分之一秒。為了達到要求,許多精密的計時器誕生,原子鐘就是其中之一。
美國導航和通信設備製造商企業日前開發出一種超精密且堅固的新型原子鐘。研發團隊報告了該原子鐘的開發和海上測試情況,其性能可與最好的商用原子鐘相媲美,但封裝體積要小得多。
研發人員表示,原子鐘是一種計時裝置,精度可以達到每二千萬年才誤差一秒,它最初本是由物理學家創造出來用於探索宇宙本質的,他們從來沒有想過這項技術有朝一日竟能應用於全球的導航系統上。人們平時所用的鐘錶,精度高的大約每年會有一分鐘的誤差,這對日常生活是沒有影響的,但在要求很高的生產、科研中就需要更準確的計時工具。目前世界上最準確的計時工具就是原子鐘,它是利用原子吸收或釋放能量時發出的電磁波來計時。由於這種電磁波非常穩定,再加上利用一系列精密的儀器進行控制,原子鐘的計時就可以非常準確了。現在用在原子鐘裡的元素有氫、銫、銣等。
隨着船舶儀器越來越複雜,其背後的技術也越來越依賴於精確計時,例如導航所用的無線電定位系統。這種系統在測量衛星之間的信號傳播時,非常小的時間誤差就可能導致數百米的定位誤差。當用於軍艦時,可能會帶來嚴重後果。目前,船舶上所用原子鐘雖然穩定,能適應晃晃悠悠的船上工作,但它們的精確度遠不及研究實驗室中所用的原子鐘。現在,研究團隊開發出了可以彌補這種新型差距的時鐘。
研發人員指出,這款時鐘基於振盪碘分子,重量只有二十六公斤,大約相當於三個鞋盒大小,幾乎可以在任何一艘船上使用。研究團隊稱,它比目前大多數船隻上使用的時鐘要精確約一千倍。研發團隊在太平洋的一艘軍艦上測試了該時鐘,用其進行了為期三周的正常航運作業。據公開測試資料顯示,該時鐘幾乎和實驗室測試時一樣準確,每天的時間誤差都保持在三百萬億分之一秒以內。
二○二二年十月,中國科學家製造出地球上最精確的原子鐘。它們可以成為校準所有技術現象的標準,可以更準確地“調整”中國的北斗衛星導航系統。研發人員分析上述新型原子鐘指出,上述相關演示標誌着一項重大技術進步,或預示着未來光學計時網絡的到來。研發團隊指出,他們還在繼續研究,希望將時鐘做得更小,以便導航衛星攜帶,後續將造福更好行業。
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