2008年2月18日
吉拉（Jila国家标准技术学院（NIST））和科罗拉多大学博尔德大学。新时钟基于数千个被困在激光灯的网格中的锶原子，超过了基于剖宫产原子的“喷泉”的当前时间标准的准确性。JILA’s experimental strontium clock, described in the Feb. 14 issue of Science Express,* is now the world’s most accurate atomic clock based on neutral atoms, more than twice as accurate as the NIST-F1 standard cesium clock located just down the road at the NIST campus in Boulder.
与NIST F-1目前的8000万年准确性相比，Jila锶时钟既不会收获也不会损失超过2亿年。
博尔德（Boulder）的最先进的计时设备和专业知识的关键质量使进步成为可能。app亚博体育通过将其远程比较与第三NIST原子时钟（基于中性钙原子的实验模型）进行了比较，评估了JILA锶时钟。最好的时钟可以通过将它们与其他性能相似的附近时钟进行比较来精确评估；非常长的信号传输（例如卫星）过于不稳定，无法对新一代时钟的实用，可靠的比较。在最新的实验中，通过3.5公里的地下光纤电缆比较了两个时钟的信号。
锶和钙时钟依赖于光学光的使用，光光的频率比NIST-F1中使用的微波更高。由于频率较高，因此时钟将时间分为较小的单元，提供记录精度。世界各地的实验室正在根据各种不同的设计和原子开发光学时钟。目前尚不清楚哪种设计将成为最好的，并被选为下一个国际标准。科学快车报道的工作是公里尺度城市距离的第一亚博老虎机网登录个光原子时钟比较，这是全球发展未来标准的重要一步。
“这是我们与另一个光学原子钟的第一个比较，”领导锶项目的Nist/Jila研究员Jun Ye说。“截至目前，博尔德处于非常独特的位置。我们拥有所有的成分，包括多个光学时钟和光纤链接，运行良好。没有这些组件中的一个，这些测量将是不可能的。这一刻一切都齐聚一堂。”
NIST和JILA是基于各种原子的光学时钟的所在地，包括锶，钙，汞，铝和Ytterbium，每个原子都具有不同的优势。你们现在计划将锶与世界上最准确的时钟进行比较，NIST基于单个汞离子（充电原子）的实验设计。建立时钟的NIST物理学家吉姆·伯格斯特（Jim Bergquist）表示，汞离子的时钟在2006年的4亿年中的准确至1秒，并且今天的表现更好。原子钟中的“最佳”状态是一个移动的目标。
新一代光原子时钟的开发和测试很重要，因为高度精确的时钟用于同步电信网络和深空通信，以及导航和定位。预计建立更好的时钟的竞赛将导致重力传感器的新类型，以及对基本物理定律的新测试，以增强对宇宙的理解。Because Ye’s group is able to measure and control interactions among so many atoms with such exquisite precision, the JILA work also is expected to lead to new scientific tools for quantum simulations that will help scientists better understand how matter and light behave under the strange rules governing the nanoworld.
在Jila时钟中，几千个碱性金属锶的原子在约100个薄煎饼形的陷阱中固定在称为“光学晶格”的列中。该晶格是由近红外激光的站立浪潮形成的。晶格形成一种人工晶体，限制了原子运动，并减少了使用原子运动球（例如NIST-F1）的时钟中发生的系统误差。同时使用数千个原子也会产生更强的信号，最终可能会产生比依赖单个离子（例如汞）的时钟更精确的结果。吉拉科学家通过以非常稳定的红色激光液沐浴原子的确切频率在两个电子能级之间跳跃，从而检测到锶的“ tick”（每秒430万亿美元）。Jila团队最近通过更好地控制原子来提高时钟。
例如，它们现在可以取消原子对外部磁场的内部敏感性，否则会降低时钟精度。他们还更精确地表征了晶格中限制原子的影响。
用于评估新锶时钟的性能的NIST钙时钟依赖于数百万钙原子的云。该时钟可在短时间内具有很高的稳定性，相对紧凑的尺寸和操作的简单性。NIST科学家认为，它可以使其可移植，并可能被运送到其他机构以评估其他光原子钟。吉拉科学家能够通过快速测量锶时钟中的一个特性，然后快速切换到另一个属性，以重新进行比较，从而利用钙时钟的良好短期稳定性。