日本驗證“光晶格鐘”６５００萬年僅誤差１秒

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新華社東京８月６日電日本信息通信研究機構日前發表新聞公報說，該機構與東京大學對雙方獨立研發的“光晶格鐘”生成的頻率進行了比較實驗，確認這兩個鐘都達到了６５００萬年僅誤差１秒的高精確度。這項成果有望用於對“１秒”進行更精準的定義。
信息通信研究機構說，高精確度的時鐘性能需要通過與同等或更高性能的時鐘進行頻率比較來評定，而要把從時鐘獲得的頻率作為頻率標準來利用，必須要確認在物理上處於不同地點的多個完全獨立的同類時鐘頻率是一致的。但由於此前一直沒有高效的計測手段，時鐘精確度只能確認到小數點後１４位。
在這次實驗中，信息通信研究機構使用了獨立研發的超高精確度光纖頻率傳輸系統，將他們開發的“光晶格鐘”與直線距離２４公里外的東京大學的“光晶格鐘”用６０公里長的光纖連接起來，進行頻率比較實驗。結果顯示，雙方的時鐘能準確地區分千萬億分之一秒的差異，相當於運轉６５００萬年才會出現１秒的誤差。
公報說，這次的成果使利用日本提案的“光晶格鐘”重新定義作為國際標準的１秒更具備了現實性。如果今後精確度能再提高一個數量級，時鐘還可以應用於地球科學等領域。
“光晶格鐘”是由東京大學科學家香取秀俊於２００１年提出的一種新的光原子鐘。它以獲得２００５年度諾貝爾物理學獎的“光梳”技術為基礎。“光梳”擁有一系列頻率均勻分佈的頻譜，這些頻譜仿佛一把梳子上的齒或一根尺子上的刻度。“光梳”可以用來測定未知頻譜的具體頻率，其精確度目前已經達到小數點後１５位。把原子封閉到被稱為“光晶格”的“容器”裏，這樣原子的各種外來擾動被消除，可以充當鐘的振蕩器。