研究人員聲稱，一種全新的原子鐘可能改變我們計算時間的方式。通常原子鐘會借助獨立原子測量1秒的長度，最新的量子氣體壓縮原子測量時間的方法，能夠比以往更加準(zhǔn)確。從1967年開始，一秒就被定義為一個銫電子振蕩9192631770次所耗費的時間。
標(biāo)準(zhǔn)原子鐘借助的是數(shù)千個振蕩的銫原子，并且主要通過各自獨立測量完成計時。而最新的原子鐘讓原子更加緊密。在新原子鐘中，鍶原子被擠壓成一個微小的三維立方體，密度是之前原子鐘的1千倍。最新原子鐘使用的是量子氣體，在這樣氣體中的原子數(shù)量更多，這意味著原子的振蕩將更加純粹而且穩(wěn)定時間更長。這是實現(xiàn)更準(zhǔn)確時間測定的關(guān)鍵。
美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所的Jun Ye稱：“三維量子氣體鐘最大的可能是能夠按比例增加原子數(shù)量，這也會給測量帶來巨大的穩(wěn)定性。增加原子數(shù)量和相干時間的能力將使這新一代原子鐘完全不同于之前的版本。”
實驗數(shù)據(jù)表明，新的量子氣體鐘在兩小時內(nèi)的準(zhǔn)確度達到了3.5/1019，這就使它成為第一個能夠達到這一數(shù)值的原子鐘，準(zhǔn)確度比之前的原子鐘高出了20倍。Ye稱：“這一數(shù)字代表著我們獲得了巨大的突破。”
雖然從科學(xué)角度來說這一研究非常迷人，但你或許會猜想其中的重點：為何我們努力想要更準(zhǔn)確的測量一秒？事實上許多科學(xué)研究的想法都取決于我們對于時間的準(zhǔn)確測量。佛羅倫薩大學(xué)高精度計量團隊的Nicola Poli稱：“即使你沒有從我們?nèi)祟惖幕顒又懈兄綍r間，那你也應(yīng)當(dāng)清楚我們事實上生活在一個四維世界中，時間就是坐標(biāo)之一。”
時間膨脹是愛因斯坦的廣義相對論中提出的一種影響。本質(zhì)上說引力會影響人們對時間流逝的感知。在地球上我們之所以無法感覺到是因為這種影響很小，但是它仍然存在。Poli稱：“現(xiàn)在的原子鐘非常精準(zhǔn)，你可以使用它們測量我們在地球上經(jīng)歷的微小引力影響。這就為我們研究地球本身帶來了新的可能性。”
Poli認(rèn)為更準(zhǔn)確的時鐘能夠用于宇宙中最大的謎題之一：為何萬有引力定律無法用于量子力學(xué)。Poli稱：“我認(rèn)為未來需要打造精準(zhǔn)時鐘來探索引力本身，我的意思是借助未來超精準(zhǔn)的原子鐘探索量子力學(xué)和萬有引力之間的相互作用。這在物理學(xué)上是探索最少的領(lǐng)域之一，而且這一領(lǐng)域的任何發(fā)現(xiàn)都將是突破性的進展。”
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