據(jù)英國(guó)報(bào)道,當(dāng)一座光學(xué)時(shí)鐘被首次送入太空之后,目前定義的一秒長(zhǎng)度就已經(jīng)發(fā)生了改變。光學(xué)時(shí)鐘比目前的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還要精準(zhǔn)千倍,它可追溯到1967年而且是建立在銫原子固有頻率的基礎(chǔ)上,而非傳統(tǒng)鐘擺的擺動(dòng)。
雖然沒(méi)有人留意到日常生活中的差異,但是光學(xué)時(shí)鐘在許多方面都極其有用。比如說(shuō),它能夠讓GPS導(dǎo)航精確到幾厘米以內(nèi),而不是傳統(tǒng)的幾米范圍。它也能幫助管理電網(wǎng)和計(jì)算機(jī)金融網(wǎng)絡(luò)。
但是將一秒的定義從目前銫原子的9,192,631,770個(gè)微波信號(hào)周期改變?yōu)橐恍┕鈱W(xué)時(shí)鐘中鍶原子的42.9萬(wàn)億個(gè)微波信號(hào)周期,即使一秒長(zhǎng)度只是發(fā)生了輕微的改變,難免也會(huì)引發(fā)一些微小的錯(cuò)誤。
研究人員在《光學(xué)》雜志的報(bào)告中描述了他們?nèi)绾纬晒⒁蛔鈱W(xué)時(shí)鐘送入太空。而且光學(xué)時(shí)鐘如果想要應(yīng)用于衛(wèi)星的GPS信號(hào)定位,那么它們就需要在前往太空的旅程中得以保存。
德國(guó)Menlo Systems公司的研究人員Matthias Lezius博士稱:“我們的這種裝置代表了太空精準(zhǔn)時(shí)鐘和計(jì)量學(xué)的未來(lái)發(fā)展基礎(chǔ)。光學(xué)時(shí)鐘在太空中的工作表現(xiàn)與在地面上完全一樣,這表明我們的系統(tǒng)工程非常不錯(cuò)?!?
GPS定位需要連接至少四顆衛(wèi)星,每一顆衛(wèi)星都會(huì)提供一個(gè)時(shí)間標(biāo)識(shí),隨后這些數(shù)據(jù)被用于推斷裝置的位置,比如說(shuō)智能手機(jī)的定位。目前來(lái)說(shuō)光學(xué)時(shí)鐘都是大型的復(fù)雜裝置,但是Menlo公司的研究人員研發(fā)了一個(gè)重量?jī)H22公斤、寬22厘米的光學(xué)時(shí)鐘。它也非常牢固,足以承受火箭發(fā)射時(shí)所帶來(lái)的超快加速。
被送入太空的這座光學(xué)時(shí)鐘只有目前GPS所使用原子時(shí)鐘精準(zhǔn)度的十分之一,但是它只是為了測(cè)試光學(xué)時(shí)鐘在微重力太空環(huán)境下的能力。研究人員現(xiàn)在正計(jì)劃設(shè)計(jì)一種升級(jí)版本,而且預(yù)計(jì)將在明年年底送入軌道。屆時(shí)它將更加強(qiáng)壯,這樣它就能夠承受太空中的極端宇宙輻射,并連續(xù)工作數(shù)年時(shí)間。
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