《自然》近日在线发表的一篇论文指出，下一代光学原子钟能比现有方法更精确地测量地球表面时空的引力扭曲。这些钟可用于探测引力波、检测广义相对论、寻找暗物质。
时间的流逝并非绝对，而是取决于给定的参照标准。因此，时钟测量很容易受到相对速度、加速度和重力势的影响。重力势增加会导致山顶的钟比地面的钟走得更快。为了对引力场中不同位置的钟进行比对，就需要一个共同的参照面。地球上的参照面为大地水准面，大地水准面是与全球平均海水面重合的等势面，目前由全球卫星定位系统和一个计入重力的大地水准面模型的高程测量确定。两者当前均有几厘米的不确定度，而使用原子钟可以降低这种不确定度。
原子钟是基于特定原子跃迁在光频波段的测量。下一代原子钟对引力的相对论效应非常灵敏，甚至可以用作引力位探测器。
研究人员根据3个基准表征了两个镱原子光晶格钟。研究人员报告称，以钟频为单位，系统不确定度为1.4×10-18，测量不稳定度为3.2×10-19，并能通过反复本地频率比对，达到不同钟频差为10-19量级的再现性。如此高的精确度可以确保大地水准面测定的不确定度小于1厘米，超过现有技术。
相关论文信息：DOI：10.1038/s41586-018-0738-2
真空室中由铟（粉红色）和镱（蓝色）离子组成的晶体。图片来源：德国联邦物理技术研究院德国联邦物理技术研究院团队成功开发出一系列先进的光学原子钟，其中包括单离子时钟和光晶格时钟。这些新型时钟展示了前所未有......
引力波图谱揭示宇宙隐藏的黑洞和结构（艺术图）。图片来源：澳大利亚斯威本科技大学和南非射电天文台科技日报北京12月4日电（记者刘霞）引力波是宇宙中加速运动的有质量物体扰动周围时空而产生的“涟漪”。引力波......
美国国家标准与技术研究院（NIST）和科罗拉多大学博尔德分校联合成立的美国天体物理联合实验室（JILA）的科学家们，成功开发出了迄今已知最精确的原子钟。这款原子钟不仅能精准计时，还有助在广阔的空间范围......
引力波也被称为“时空的涟漪”。1916年，爱因斯坦基于广义相对论做出预言，剧烈的天体活动会带动周围的时空一起波动，这就是引力波。约100年后，2015年9月，宇宙中一次仅持续五分之一秒的“涟漪”改写了......
两个“共舞”黑洞产生的引力波的频率越来越高。图片来源：美国国家航空航天局引力波也被称为“时空的涟漪”。1916年，爱因斯坦基于广义相对论做出预言，剧烈的天体活动会带动周围的时空一起波动，这就是引力波。......
2024年6月12日至14日，自然科学基金委高技术研究发展中心（以下简称高技术中心）在北京组织召开了国家重点研发计划“引力波探测”重点专项2024年度项目中期检查会议。会上，中国科学院前沿科学与基础研......
原子钟的原理到底是什么？其具体运行原理又是怎样的？这是大家看新闻时经常遇到的问题，而今年，关于我国各种原子钟取得新进展的新闻恰好又很多。例如：目前商用的铷原子钟秒级稳定度通常在E-11到E-12量级水......
美国导航和通信设备制造商VectorAtomic公司开发出一种超精密且坚固的新型原子钟。在最新一期《自然》杂志上，开发团队报告了该原子钟的开发和海上测试情况，其性能可与最好的商用原子钟相媲美，但封装体......
由英国格拉斯哥大学牵头的七所英国大学联盟将开发下一代引力波探测器。该项目获得了英国研究与创新基础设施基金700万英镑的支持。该联盟包括伯明翰大学、卡迪夫大学、格拉斯哥大学、朴茨茅斯大学、南安普顿大学、......
由英国格拉斯哥大学牵头的七所英国大学联盟将开发下一代引力波探测器。该项目获得了英国研究与创新基础设施基金700万英镑的支持。该联盟包括伯明翰大学、卡迪夫大学、格拉斯哥大学、朴茨茅斯大学、南安普顿大学、......