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精度达小数点后19位 新型原子钟有望推动“秒”重新定义
2025年07月16日 11:13:37
来源：Ky开元集团 作者：小王 点击量：2847
美国国家标准与技术研究院(NIST)研究团队14日发表了一项重要成果，其中称相关团队通过将铝离子捕获于离子阱中改进了原子钟，使其精度创下小数点后19位的惊人纪录。
原子钟是利用原子特定能级跃迁时辐射或吸收的稳定频率来精准计时的装置，具有精度高、稳定性好且受环境影响小的优点，在卫星导航、通信网络、电力系统等众多领域发挥着关键作用，是现代高精度计时与时间同步的核心设备。
与此同时，原子钟的出现也为现代科学定义秒提供了帮助。1967年，第十三届国际度量衡大会将“秒”定义为“铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9,192,631,770个周期的持续时间”。从此，“秒”与原子钟的频率绑定，取代了此前基于地球自转的“平均太阳日”定义。而这一定程度上也促进了科研产业迈向更高精度。
而就在近日，一项新的研究成果或许将推动“秒”的重新定义，并有望为量子技术发展提供助力。
美国国家标准与技术研究院(NIST)研究团队14日发表了一项重要成果，其中称相关团队通过将铝离子捕获于离子阱中改进了原子钟，使其精度创下小数点后19位的惊人纪录。并且其准确度较此前纪录提升41%；稳定性更是达到其他原子钟的2.6倍。这有望帮助科学家拓展物理学边界。
相关报道中提到，为了将铝离子捕获于离子阱中，团队创新镀金工艺，通过加厚离子阱金涂层降低电阻，有效抑制铝离子扰动。与此同时，团队还采用钛合金腔体替代传统钢材，改良了真空系统，这使得氢气渗透量骤降至1/150。最后，通过3.6公里光纤网络整合NIST和科罗拉多大学博尔德分校联合研究机构JILA实验室的“世界最稳激光源”，更精准探测铝离子并计算其振荡频率。最终通过1天半的时间，测量到小数点后19位，实现了精度上的突破。
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