据最新一期《自然》杂志报道,美国科学家利用量子纠缠现象新设计出一种原子钟,如果运行约140亿年(大约是当前宇宙的年龄),该原子钟可将时间精度保持在十分之一秒之内。麻省理工学院的研究人员解释说,量子纠缠有助于减少测量原子钟用来保持时间的原子振荡所涉及的不确定性。
当前的原子钟从数千个超冷原子中进行测量,这些原子被激光束缚在一个光学“陷阱”中,并由另一种激光探测,其频率类似于被测原子的振动频率。但是,这种方法也受到一定程度的量子不确定性的影响。
在新设计中,研究人员纠缠了稀土元素350中的约350个原子,该元素每秒比常规原子钟中使用的铯的振荡频率高10万倍。研究人员解释说,这意味着纠缠原子的单个振荡在一个共同的频率附近变紧,从而提高了时钟进行测量的精度。
研究人员表示,新时钟的设计可用来更好地破解宇宙的各种未解之谜。随着宇宙的老化,光速会改变吗?电子的电荷会改变吗?这都可以用更精确的原子钟进行探测。
据中国科技网
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