日本打造最精準原子鐘可探測地球引力變化

　　北京時間4月7日消息，日本專家組成的一個研究小組研制出迄今為止制造的精準度最高的原子鐘。這臺光晶格鐘靈敏度極高，能夠探測到地球引力發生的變化，允許科學家測量時間的精度達到令人吃驚的17位數。此外，它也可用于大幅改進GPS跟蹤系統，探測最小10厘米的高度差。

　　日本研究小組表示，這是朝著研制人類歷史上最為精確的測量裝置邁出的重要一步。原子鐘用于設定國際原子時間或者協調世界時，二者與我們絕大多數人使用的格林尼治標準時間存在差異，但更為精確。隨著時間的流逝，即使原子鐘也會失去精確性，必須進行調整以修訂微小誤差。精確性降低與所謂的“迪克效應”有關，也就是原子鐘的激光器產生的不必要的噪音。日本研究人員研制的光晶格鐘避免了這個問題，同時更為穩定，無需經常調整。

　　這臺新原子鐘由東京大學的英敏香取教授以及他的團隊在澳大利亞新南威爾士大學維克多·弗拉姆鮑姆教授的幫助下研制。弗拉姆鮑姆表示，光晶格鐘就像是一個放在草皮上，里面裝有原子的蛋格。“離子時鐘通常只有一個原子，你必須等待很長時間，才能達到所希望的精確度。新發明的原子鐘可以操縱數千個原子，能夠更快獲得結果。”

　　除了更為精確外，這臺光晶格鐘也可用于尋找地下礦物和碳氫化合物。GPS依靠令人難以置信的精確計時，精確度更高的GPS自然能夠發揮更大作用。GPS追蹤器通過與衛星保持通訊工作，衛星負責報告位置和時間。追蹤器內的電腦將自己的時間與衛星報告的時間相比較，利用差值計算它們的方位。光以每秒18.6萬英里(約合每秒30萬公里)的速度穿行，如果衛星時間落后于GPS接收器的時間千分之一秒，接收器便可計算出它與衛星之間的距離為186英里(約合300公里)。

　　弗拉姆鮑姆說：“我們在測量原子鐘頻率時的精確度可達到17位數。它的精確度高得驚人，甚至能夠探測到地球引力勢的差異。在引力場，時間走得更慢，時鐘的快慢取決于物體引力勢的強弱。”他指出，日本研究人員研制的原子鐘也可用于石油勘探。“由于石油是低密度液體，所以石油的引力勢低于附近巖石。借助于這種原子鐘，你可以勘探礦物，應用于包括汽車、飛機和太空飛船在內所有平臺的全球定位系統，進行實時相對大地測量。”