光學時鐘再次報時

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發表於 07-4-8 13:15:28 |只看該作者 |降序瀏覽大字中字小字正體化简体化

從別的地方轉貼來的(http://science.phy.ncu.edu.tw/science/index.htm)
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美國物理學家創造了高穩定性的光學時鐘，使的這些新型計時器的精確度超越傳統的原子鐘。光學時鐘藉著在原子內，使用可見光來探測固定能階。雖然它們潛在的精確度遠高於微波原子鐘，基於原子的可移動性，它們的穩定度問題連連。這項新的光學時鐘，透過在一個光學晶格（optical lattice）裡捕捉鍶原子（strontium atom）來避免這個問題，並由此限制它們的移動。

光學時鐘是根據原子能階間的特定躍遷，這躍遷導因於在非常精確頻率下的雷射光吸收。雷射是用來加速此躍遷，而且一旦吸收開始，反饋機制會將雷射光穩定在精確吸收的頻率。一種名為「飛秒光頻梳」的儀器於用來測量此頻率，亦即時鐘的滴答聲。

不幸的是，這個過程容易受到原子移動的影響，對光學時鐘的設計者來說，這是他們必須面對的核心挑戰。克羅拉多大學JILA研究機構的葉(Jun Ye)和同事，如今透過位於一維光學晶格--雷射光束干涉所形成的原子週期性結構--裡捕捉鍶原子，設法降低這些移動相關的影響。

根據葉的說法，光學晶格讓探測雷射光和原子長時間的同調交互作用。「我們是第一個展現交互作用能夠維持將近一秒的團隊」，他表示。

此時鐘以430 THz的頻率運轉，而且一次測量的總數可高達4.3 × 1014個週期，加強了測量的精確度。葉的時鐘的精確度在430 THz的頻率可達2Hz，或1015分之五。這樣一來，造成它比美國政府國家技術標準局（NIST）的汞離子（ mercury ion ）原子鐘和其他尖端原子鐘更不準。他們都能達到1015分之一的精確度。

然而，這個新時鐘的一項重要特徵是，它能夠發出一個強大且穩定的訊號。這可以用以測量超過一秒的時間，最終能夠把準確度推進到1017分之一。原子鐘最近測量大約一天的時間，而且達到他們1015分之一的實際極限。

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