实验中的光学原子钟不仅可以通过地下光纤连接起来，研究人员还利用一种超快激光器建立了一个长1.5千米的自由空间链路 。这是首次利用空中链接将处于不同位置的最先进原子钟连接起来的尝试 。


其实，NIST的研究人员在之前的一项研究中就详细描述过，如何通过空中链接在镱原子钟和锶原子钟之间传输时间信号 。他们发现，尽管空气中有湍流的干扰存在，但这种传输信号的方式与使用地下光纤传播信号的方法一样好，其精确度是传统的无线传输方式的1000倍 。


在实验中，他们测量了一个被称为频率比的量 。光学原子钟之间的频率比测量是许多需要依靠这种非凡精度的应用的基础，是评测光学原子钟的一个重要指标 。然而，频率比测量的最高精度在近十多年来基本没有变化 。


现在，研究人员以不确定性小于8×10?1?的精度测量了三对（镱-锶，镱-铝，铝-锶）原子钟的频率比 。换句话说，他们所测得的结果的误差不超过0.000000000000000008，是迄今为止对自然常数进行的三个最精确测量结果 。




为什么科学家希望能够更精确的定义秒？其实，无论是对于实际应用还是基础研究，更精确的原子钟都将带来无可估量的益处 。除了我们前面提到的GPS技术之外，它还可以被作为探索新物理学的灵敏探测器，比如探测被认为构成了宇宙中大部分物质的“暗物质”，以及发生在遥远太空中的由更小的天体并合所产生的极微弱的引力波；此外，更精确的时钟还可以帮助我们更好地了解到地壳应力的变化，从而更好地预测如火山爆发等自然事件 。


新研究中所涉及到的三种类型的光学原子钟都无一例外地表现出了卓越的性能，并有望得到进一步改进 。此外，新研究所进行的频率比测量虽然得到了打破纪录的结果，但研究人员认为还有提升的空间 。现在，研究团队正致力于提高测量的稳定性，朝着对秒进行重新定义这一目标前进 。

#创作团队：
文：小雨
#参考来源：
https://theconversation.com/scientists-are-hoping-to-redefine-the-second-heres-why-157645
https://www.nist.gov/news-events/news/2021/03/nist-team-compares-3-top-atomic-clocks-record-accuracy-over-both-fiber-and
https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.2.033395
#图片来源：
封面图：geralt / Pixabay

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