原子钟的工作原理是什么？为什么会那么精确啊？
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发布时间：2022-04-20 06:56
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时间：2023-09-09 08:07
美国国家标准与技术局的科研小组日前宣布，他们成功地研制出一种新型光原子钟，其计算误差1亿年时间为1秒。这是迄今为止世界上最准确的时钟。
新型原子钟是一种光原子钟，其工作原理与微波原子钟所采用的基本原理相似，但不同的是新型原子钟利用的是可见光。由于光的频率比微波的高，所以能提供精度更高、更准确的计时。
科研小组负责人迪当斯博士说，目前最准确的原子钟是以铯原子的固有振动频率来调节的铯原子钟，它可以精确到计算1500万年时间误差仅为1秒，而光原子钟的准确度可能是目前铯原子钟的100至1000倍。科学家认为，新型光原子钟能使人们更精细地理解物质世界的时间，对基本物理常数作更精确地计量。由于准确计时对于高速数据传输、同步电视发送、银行转账结算、发送电子邮件、卫星轨道的精确控制、深太空导航以及航天器的对接等极为重要，新型光原子钟的应用将对上述领域产生重大影响。
在人类开发钟表技术的历程中，20世纪50年代出现的原子钟使计时达到“天文数字般”的准确。原子钟是根据原子固有振动而制成的，也就是精确测量出特定原子释放的微波频率。1967年，科学家采用铯原子钟技术以微波频率给“秒”作定义，即1秒钟等于“铯133原子两个基态能级的转换所经过的9，192，631，770个辐射周期”所需要的时间。
据该科研小组发表在《科学》杂志上的论文介绍，他们发明的光原子钟是以一个冷却的汞离子（去掉一个电子的汞原子）的光频为基础设计的，汞离子的光频传到一个激光振荡器上，这个振荡器的作用像传统时钟的钟摆产生“滴答”动作一样。所不同的是，新的光原子钟每秒产生的“滴答”次数是1．064×1024，次数如此之多，研究人员不得不用借助于高速激光与光缆，以便“数”出这些“滴答”次数以达到计时目的。（王俊鸣）
