数亿年误差不超1秒!谁赋予原子钟“可怕”的精确性?

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量级水平,而在今年一月,据媒体报道,我国研制的新型铷原子钟在秒级频率稳定度这个核心指标上,首次进入了E-14量级,即百万亿分之一。 同样在今年一月,据媒体报道,我国科研团队成功研制出万秒稳定度和不确定度均优于5×10-18(相当于数十亿年的误差不超过1秒)的锶原子光晶格钟。 2016年发射的中国墨子号量子科学实验卫星,而正在研制,未来将要发射的中高轨量子卫星将搭载精度更高的原子钟。 1. 怎么定义钟的精确性? 在说原子钟之前,我们不妨先来思考这样一个问题:怎么定义一种钟的精确性? 答案是:当这种钟把时间划分得越细,则得到的时间就越精确。 例如:若把地球公转作为一种钟,则其精度就是“年”; 同理,若把月球绕地球转作......阅读全文

单个光子纠缠3000个原子-有望制造更快量子计算机

  美国麻省理工学院和贝尔格莱德大学的物理学家开发出一种新技术,使用单个光子成功实现了与3000个原子的纠缠,创下了迄今为止粒子纠缠数量的新纪录。该技术为创建更复杂的纠缠态奠定了基础,未来有望借此制造出运算速度更快的量子计算机和更精确的原子钟。相关论文发表在今天出版的《自然》杂志上。  论文第一作者

我国首次将星载铷钟应用于海洋二号卫星

  记者近日从中国航天科工集团二院获悉,该院203所雷达高度计铷钟鉴定件通过了验收测试。这是海洋二号卫星第一次采用铷原子钟。采用铷钟后,年均高度误差理论上可以精确到毫米级,提高了一个数量级以上。  海洋二号是我国第一颗海洋动力环境观测卫星,具有全球观测能力,并且不受天气影响的微波观测功能,使我国海洋

一秒时间有了迄今最精确测量值

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/497770.shtm 科技日报北京4月3日电 (记者刘霞)据欧洲核子研究中心官网1日报道,在一项最新研究中,该机构反物质工厂的科研团队结合铯和反铯原子振荡并取平均值,对秒进行了迄今最精确的测量并定义为

“核时钟”的突破为超精确计时铺平道路

核时钟是一种通过测量原子核内微小的能量变化来计时的装置。这种时钟可以大大提高测量精度,并为基础物理学提供新见解。近日,科学家测量了导致稀有同位素钍-229原子核转移到更高能量状态的光的频率,即核时钟的“嘀嗒”声,发现其精度比之前最精确的时钟高出10万倍。该研究由美国实验天体物理联合研究所(JILA)

“核时钟”的突破为超精确计时铺平道路

  核时钟是一种通过测量原子核内微小的能量变化来计时的装置。这种时钟可以大大提高测量精度,并为基础物理学提供新见解。近日,科学家测量了导致稀有同位素钍-229原子核转移到更高能量状态的光的频率,即核时钟的“嘀嗒”声,发现其精度比之前最精确的时钟高出10万倍。该研究由美国实验天体物理联合研究所(JIL

原子钟比较测量精度首次达到小数点后十八位

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/3/455000.shtm 科技日报北京3月24日电 (记者张梦然)科学家们正在以空前准确度部署并比较原子钟。据英国《自然》杂志24日发表的一项物理学最新成果,科学家以迄今最高的准确度详细比较了基于铝、锶、

上海光机所脉冲光抽运铷原子钟研究取得突破

  中科院量子光学重点实验室王育竹院士领导的新型星载原子钟课题组在脉冲光抽运铷原子钟研究中取得突破性进展。课题组在2012年12月15日出版的国际学术期刊《光学快报》上发表的论文[Opt. Lett. 37, 5036 (2012)]中,首次报道了利用基于磁光旋转效应的正交偏振探测技术探测气

广义相对论有了迄今最高精度测量

美国天体物理联合实验室(JILA)的物理学家对爱因斯坦广义相对论的时间膨胀效应进行了有史以来最小尺度的测量,结果表明,两个相隔仅一毫米的微小原子钟,确实以不同的速度运转。16日发表在《自然》杂志上的论文描述了这一实验,并提出了如何使原子钟比当今最好的设计精确50倍的方法,或为揭示相对论和引力如何与量

我国首次将星载铷钟应用于海洋二号卫星

  我国首次将星载铷钟应用于海洋二号卫星  测试海平面高度年均误差实现毫米级  本报讯 (吴 巍 杨同敏 记者王惜纯)近日,记者从航天科工二院203所了解到,该所研制的雷达高度计铷原子钟鉴定件通过验收,性能指标均满足总体指标要求。这是我国首次将星载铷原子钟应用于海洋二号卫星,后续海洋二号卫星B星和C

金属所材料在梦天实验舱任务中获应用

10月31日15时37分,中国空间站梦天实验舱在海南文昌航天发射场由长征五号B遥四运载火箭发射升空。 《中国科学报》从中国科学院金属研究所(以下简称金属所)获悉,该所研究员马宗义团队研制的新型铝基复合材料成功应用在梦天实验舱太阳翼柔性展开机构关键部件、多个实验机柜转接件、电源散热载体、空间冷原子

我国开展汞离子微波钟研制-首次完成氧化汞装载

  记者29日从中国航天科工集团公司二院203所获悉,该所已启动汞离子微波钟研制。其作为新一代原子钟,在未来深空探测和卫星导航领域有明显的优势,有望应用于下一代北斗导航卫星。  项目负责人王暖让表示,目前203所已完成《空间汞离子微波频标关键技术研究》立项论证,并首次完成了氧化汞的装载,迈出了汞离子

英国为国际原子时提供首个光学钟

  英国国家物理实验室(NPL)向国际计量局(BIPM)提供的英国光频率标准(NPL-Sr1)首次被纳入国际原子时(TAI)的确定中,为2030年实现国际单位制(SI)秒的重新定义作出了贡献。NPL将按时提交数据,使NPL-Sr1发挥更大作用。  国际原子时是确定协调世界时(UTC)的基础。目前,国

德测得迄今最精确电子质量-比目前数据精确13倍

正在围绕原子核旋转的电子   德国科学家宣布对电子质量做出了迄今为止最精确的估算,精度比目前采用的数据提高了13倍。研究人员称,该成果对基础物理研究具有重要价值,为科学家探索物质世界提供了一个更为精确的工具。相关论文发表在19日出版的《自然》杂志上。   电子是构成原子的基本粒子之一,在原子中围

替代定位系统演示十厘米精度导航

荷兰代尔夫特理工大学、阿姆斯特丹自由大学和荷兰国家计量所研究人员开发了一种替代定位系统,该系统比GPS更强大、更准确,尤其是将其用于城市环境中,演示这种新的移动网络基础设施的工作原型实现了10厘米的精度。这项新技术对于实施一系列基于位置的应用,如自动化车辆、量子通信和下一代移动通信系统至关重要。研究

国际原子时出现首个光学钟

  英国国家物理实验室(NPL)向国际计量局(BIPM)提供的英国光频率标准(NPL-Sr1)首次被纳入国际原子时(TAI)的确定中,为2030年实现国际单位制(SI)秒的重新定义作出了贡献。NPL将按时提交数据,使NPL-Sr1发挥更大作用。  国际原子时是确定协调世界时(UTC)的基础。目前,国

研究人员称:新光学晶格钟或将重新定义时间

  我们曾经使用地球的自转来测定时间,地球自转一圈相当于一天。但是由于地球旋转时在它的轴线上摇摆,因此有的日子会出现长短变化。我们现在使用的是原子钟,它已经被证实是一种非常精准的计时方法,而且从20世纪60年代开始在国际单位制中用于定义秒。但是研究人员对另一种光学晶格钟进行测试后发现它更准确。法国研

精确检测带来精准治疗

  结直肠癌是世界上最常见的癌症之一,约占全球癌症发病率的10%。据统计,全世界每年有超过60.8万人死于直肠癌,这也是第二大女性常见癌症和第三大男性常见癌症。   中国情况也不乐观。2012年,中国新发结直肠癌患者已达25.3万例,其中男性14.7万例,女性10.7万例,结直肠癌是中国第五大常见恶

精确度怎么算

精确度是指你得到的测定结果与真实值之间的接近程度.精确度是指使用同种备用样品进行重复测定所得到的结果之间的重现性.测量的准确度高,是指系统误差较小,这时测量数据的平均值偏离真值较少,但数据分散的情况,即偶然误差的大小不明确.测量精确度(也常简称精度)高,是指偶然误差与系统误差都比较小,这时测量数据比

因人施药-精确治癌

  已有超过100种药物被批准用于治疗癌症,但如何因人施药以取得最佳疗效,仍是个难题。美国麻省理工学院的研究人员日前开发出一种新装置,有望改变这种状况。这个只有米粒大小的可植入装置,能够携带多达30种小剂量的不同药物,将其植入肿瘤并让药物扩散到组织中后,便可测量出每种药物杀死病人癌细胞的效果。  

精确检测带来精准治疗

  结直肠癌是世界上最常见的癌症之一,约占全球癌症发病率的10%。据统计,全世界每年有超过60.8万人死于直肠癌,这也是第二大女性常见癌症和第三大男性常见癌症。   中国情况也不乐观。2012年,中国新发结直肠癌患者已达25.3万例,其中男性14.7万例,女性10.7万例,结直肠癌是中国第五大常见恶

创新称重使库存精确

创新称重使库存精确  库存不精确可造成过程不一致。甚至导致订单延误,使企业承受金钱和客户的双重损失。正确使用计重秤可提供精确计件和库存维护,有助于消除库存风险。只要综合考虑几个重要的称重方面,计件并使用技术秤为套件称重便可提供非常精确的库存图像。梅特勒-托利多的最新白皮书名为“最佳计数规范”,探讨了

酶标仪操作菜单精确解析!

酶标仪操作菜单的精确解析如下:中心定位仪器会自动对酶标孔进行中心定位,中心定位是要消除酶标孔底的凸凹引起的厚薄不均带来检测的不准确。在对每一个酶标仪进行检测时,仪器其实要进行35个点的测量,选取zui中间的5个点的均值为本孔的OD值。光源的参照通道参照通道是用来校准由于电压不稳或灯泡磨损带来的影响。

天平的精确度

不同天平的精确度不同。天平按用途分为检定天平、分析天平、精密天平和普通天平,其中分析天平是高准确度天平,其最小分度值都小于最大称量的10-5。精密天平的最小分度值通常为最大称量的10-5~10-4,普通天平的最小分度值等于或大于最大称量的10-4。

精确医学”须谨慎解读

  美国于2015年年初提出的“精确医学”计划倍受世界各国关注。有消息称,我国的相关计划将在今年下半年或明年启动。对此,中科院上海生命科学研究院吴家睿研究员近期撰文指出,“精确医学”是一个有着丰富内涵的复杂概念,需要人们认真地思考和小心地解读。当前,亟需我们明晰的两个问题是:为何要在此时启动精确医学

原子钟可模拟研究磁体内部电子的量子行为

  据《新科学家》杂志网络版近日报道,世界上最精准的计时器原子钟又添了一个新功能:科学家可将它用作量子模拟器,来研究磁体内部电子的量子行为,以更深入地了解量子世界的奥秘。相关论文发表在近日出版的《科学》杂志上。   物理学中有许多难以解答的问题,因为它们的基本行为受错综复杂的量子力学规则支配,比如

高性能小型化相干布居囚禁原子钟问世

高性能小型化CPT原子钟实验构型与频率稳定度测试结果 云恩学供图  日前,中国科学院国家授时中心(NTSC)研究员张首刚和云恩学带领的原子钟研究团队研制出高性能小型化相干布居囚禁(CPT)原子钟,解决了高性能CPT原子钟难以小型化的瓶颈问题。  时间是目前测量精度最高的物理量,基于光晶格的锶原子光钟

天宫二号空间冷原子钟实现预定科学目标

  2016年9月25日,天宫二号空间实验室成功发射并顺利进入运行轨道。由中国科学院牵头负责的载人航天工程空间应用系统在天宫二号上开展了十四项体现国际科学前沿和高技术发展方向的空间科学与应用任务,其中包括世界首台太空运行的冷原子钟。在轨近两年时间里,冷原子钟运行正常、状态良好、性能稳定,完成了全部既

高性能小型化相干布居囚禁原子钟问世

日前,中国科学院国家授时中心(NTSC)研究员张首刚和云恩学带领的原子钟研究团队研制出高性能小型化相干布居囚禁(CPT)原子钟,解决了高性能CPT原子钟难以小型化的瓶颈问题。 时间是目前测量精度最高的物理量,基于光晶格的锶原子光钟稳定度可达E-19量级,但是因其体积过于庞大而不便于携带。国际上的

三千万年误差小于1秒-“高冷”原子钟怎样炼成

  “在过去二十年有很多人努力要把冷原子钟送到空间,中国第一次展示了空间冷原子钟实验,这是一项惊人的技术成就。”  “在太空中进行冷原子实验是当前最有吸引力的前沿方向,由于中国的重要贡献,世界上第一次完成了这样的实验。”  “随着实验的成功,中国在天基冷原子传感器的研究走在了世界的最前沿。”  天宫

《科学》:美华裔科学家另类验证相对论

  爱因斯坦相对论描述重力对时间流逝的影响,推断时间流逝速度取决于人所处位置:时钟距离重力源越远,运转越快;反之,越靠近重力源,运转越慢。  依照这一理论,美国科学家借助超级精准时钟验证处于不同高度的时钟速度变化,结果发现所处位置越高,时间过得越快,或可理解为,人“老”得越快。精化原