英研發出全球最準的鐘

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【大紀元11月20日訊】(自由時報編譯張沛元特譯)英國衛報報導,英國科學家宣佈,他們已研發出全世界最準確的時鐘,該時鐘不但能讓全球定位系統(GPS )與太空探測更為準確,並可藉由改變測量一秒的方式,重新界定時間的意義,讓科學家能從事最基本的物理問題研究。

準確的時間定義對於從網際網路資訊流通、電力傳輸到數百億美元的高額金融轉帳,皆至為重要。目前的一秒的定義來自一九五五年的原子鐘。藉由探查與測量銫原子的微波吸收,位於倫敦西南方泰丁頓的英國國家物理實驗室的科學家,製造了一具準確度達一百億分之一的時鐘。一九六七年,該鐘成為秒的定義的基礎。到了2000年,最好的原子鐘的準確度達一天只差一百億分之一秒。

但科學家並不滿意。英國國家物理實驗室科學家吉爾教授說,研發更準確時鐘的動機,在於精益求精;目前所使用的是微波頻率,但外界一直認為應該使用更高頻率作為時間標準。理論上,使用比微波更高的光學頻率確實可行,美國科學家在2001年便曾藉由製作單一水銀離子的光學鐘的原型證明其可行性。

吉爾說,測量原子轉移的頻率就和時鐘滴答一樣,倘若能在特定一段時間內測量愈多滴答,則測量時間的準確度就會更高。吉爾的新時鐘是利用單一鍶離子,準確度是美國光學鐘的三倍。吉爾的研究結果已刊載於最新一期「科學」期刊。吉爾說,目前的人造衛星都配備有微波時鐘,倘若這些微波時鐘能升級改採更準確光學鐘,日後衛星定位準確度將可縮小到數公分以內。

此外,更準確定義秒對於探測外太空也至為重要。吉爾說,倘若人類發射太空船前往億萬公里以外的宇宙未知處,並且希望能讓太空船平穩降落於特定地點,此時就必須具備準確度相當高的時鐘以便與航行設備同步。倘若國家物理實驗室這款最新最準確時鐘能成為界定一秒的最新方式,將是分析最基本物理法則的一大利器。

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