拥有中性锶原子的光学时钟，被认为是*有可能为“秒”作出重新定义的装置之一。鉴于它的频率将能更精确地确定(按照数量级)，这种可能性大大增加。德国联邦物理技术研究院(PTB)的科学家们已为此奠定基础，他们首次测量了一个*重要的不确定性因素，即环境温度的影响。在此之前，环境温度的影响还只能从理论上推导。他们的研究结果已发表在*新一期的科学期刊《物理评论快报》上，很可能也会引发对于大地测量学和基本物理研究的兴趣，更确切地说，是对于基本物理常数是否真正恒定的问题的兴趣。
光钟为何如此精确，原因在于光辐射的振荡速度*快——明显快于微波辐射，微波辐射目前用于铯原子钟中来“产生”秒。时钟的“钟摆”(振荡系统)速度越快，原则上时间可以被细分的越好，时钟也就更为准确。在一个光学锶钟中，中性锶原子云通过激光辐射在两个步骤中被冷却，直到原子*后展现出每秒只有几厘米的速度。
一个所谓的“光晶格”确保了原子被困，几乎不可动弹。可惜的是，锶原子也与其他东西一样，对于环境温度改变的反应比较强烈。它们的原子水平被大力改变，从而导致时钟变得不准。这是造成时钟不确定性的*重要因素，如今PTB 的科学家们已经成功地首次对其进行了测量。为此，他们需要一个辅助系统:为了实现具有按照精确度要求的测量，他们通过使用静电场，而非黑体辐射的交变电磁场，来放大这种影响。他们构建了一个特殊的平行板电容器，其电场以十几百万分之一的准确度著称。为了这个目的，两个板之间的距离在7厘米的总长度中，可能只会有几纳米的差异。这同样适用于距离的准确性。
有了这个平行板电容器，PTB 的科学家们测量了电磁场在锶原子中对其(时钟)两个本征态的影响。通过这种方式，他们测量了它对于5×10-18不确定度的贡献。另外，到今天为止在总的不确定度中，这种影响的约束力是*大的，可以预计，下一次对于整体上时钟频率的测量将远低于此前已经获得的1×10-16。
转载自中国计量网
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