全球精度最高时钟诞生！不确定度达 1 × 10⁻¹⁹

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IT之家 9 月 29 日消息，镥原子钟实现了创纪录的计时精度与比对精度，很有希望用作新一代时间基准以及开展重力相关测量。新加坡国立大学量子技术中心（CQT）研制出了基于镥元素的原子钟，树立起计时精度的全新标杆。相关成果发表于《自然》（Nature）。该时钟把原子跃迁频率测定到小数点后 19 位，不确定度达到 1 × 10⁻¹⁹，是迄今为止所有光原子钟当中报告的最低不确定度。项目负责人、新加坡国立大学量子技术中心首席研究员、物理系副教授默里 · 巴雷特（Murray Barrett）表示：“我确信，我们现在造出的是全世界精度最高的时钟。”据IT之家了解，原子钟依靠锁定原子跃迁来计时；也就是原子电子在固定频率下发生能级切换。研究人员调节一束激光，使之匹配这套“钟跃迁”；激光的振荡就如同钟摆摆动，以此计量时间。这套量子技术中心的时钟以镥‑176 离子（¹⁷⁶Lu⁺）这单个带电原子作为时间基准，匹配的激光波长为 848 纳米。温度波动与磁场都会偏移原子钟所使用的跃迁频率，评估时钟精度时必须修正这些干扰。而镥的钟跃迁几乎不受温度与磁场两者的影响，使时间基准可以在更宽泛的环境条件下保持稳定。巴雷特说：“这一优异特性意味着即便环境变化很大，依然可以实现超高计时精度。就算从地球上最热的死亡谷，搬到寒冷的南极高原，这台镥原子钟依旧能够稳定工作。”该团队早在十多年前就开始研究镥，当时就推测该元素很适合用于计时。把设想转化成一台可以运行的时钟，耗费了多年精密工程研发与原子物性测量