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最精确的钟

频率标准仪器FOCS-1是世界上最精准的时间测量仪器 (新窗口)

频率标准仪器FOCS-1是世界上最精准的时间测量仪器。
© METAS

瑞士最精准的钟于2004年问世。它位于伯尔尼的瑞士联邦度量衡鉴定局(METAS)内。如果你能在三千万年后看这座钟,它的误差不会超过一秒钟。

这座钟是时间和频率实验室的五座原子钟之一。该实验室与世界45个相似的组织合作,共提供大约250座原子钟,以提供计算协调世界时(UTC)的数据,各个时区的时间是根据协调世界时计算出来的。

机械钟表利用摆锤的振荡将时间分成相等的区间,而原子钟则是利用原子撞击磁场时产生的振荡。原子振荡的频率总保持不变,这也就是它成为定义时间的珍贵标准的原因。

1949年,第一座原子钟出现于美国。几十年来,原子钟的精确准度更提高了很多。由于,原子振荡地非常快,它们只能在很短的时间观察到,这限制了它们可测量的精确度。

最新的一代原子钟,包括瑞士的一座,都是用激光将原子冷却到将近绝对零度。这使它们从每秒200米的速度降低到每秒六米。这种“慢速”原子撞击入磁场,产生振荡。

瑞士原子钟别树一帜的地方在于,它将原子发射到连续的电磁波上,而不是不持续的。这样就原子之间不会太频繁地互相碰撞,使得检测更加精确。

这样极度的精确度可能看似多余。但是,除了设置世界各地的官方时间以外,它可以被用于很多方面。例如,卫星导航系统使用原子钟,如果原子钟与卫星越同步,系统提供的数据越精准。使用世界各地的电波望远镜观察太空的某一点,可以同步为一个和地球直径一样的望远镜。

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