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精度達小數點后19位 新型原子鐘有望推動“秒”重新定義
2025年07月16日 11:13:37
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：603
美國國家標準與技術研究院(NIST)研究團隊14日發表了一項重要成果，其中稱相關團隊通過將鋁離子捕獲于離子阱中改進了原子鐘，使其精度創下小數點后19位的驚人紀錄。
原子鐘是利用原子特定能級躍遷時輻射或吸收的穩定頻率來精準計時的裝置，具有精度高、穩定性好且受環境影響小的優點，在衛星導航、通信網絡、電力系統等眾多領域發揮著關鍵作用，是現代高精度計時與時間同步的核心設備。
與此同時，原子鐘的出現也為現代科學定義秒提供了幫助。1967年，第十三屆國際度量衡大會將“秒”定義為“銫-133原子基態的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的9,192,631,770個周期的持續時間”。從此，“秒”與原子鐘的頻率綁定，取代了此前基于地球自轉的“平均太陽日”定義。而這一定程度上也促進了科研產業邁向更高精度。
而就在近日，一項新的研究成果或許將推動“秒”的重新定義，并有望為量子技術發展提供助力。
美國國家標準與技術研究院(NIST)研究團隊14日發表了一項重要成果，其中稱相關團隊通過將鋁離子捕獲于離子阱中改進了原子鐘，使其精度創下小數點后19位的驚人紀錄。并且其準確度較此前紀錄提升41%；穩定性更是達到其他原子鐘的2.6倍。這有望幫助科學家拓展物理學邊界。
相關報道中提到，為了將鋁離子捕獲于離子阱中，團隊創新鍍金工藝，通過加厚離子阱金涂層降低電阻，有效抑制鋁離子擾動。與此同時，團隊還采用鈦合金腔體替代傳統鋼材，改良了真空系統，這使得氫氣滲透量驟降至1/150。最后，通過3.6公里光纖網絡整合NIST和科羅拉多大學博爾德分校聯合研究機構JILA實驗室的“世界最穩激光源”，更精準探測鋁離子并計算其振蕩頻率。最終通過1天半的時間，測量到小數點后19位，實現了精度上的突破。
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