世界第一:中国物理学家在太空中制造冷原子钟


准确地告诉时间很重要;它让你在早上起来,协调从航空旅行到GPS系统的一切如果你做得足够好,你甚至可以用它来导航外太空但是,告诉时间也是一个重大的技术挑战世界上每个时钟在某种程度上都是不准确的无论您的手表使用什么技术来标记未来的过去,这些刻度都将被完美地测量每隔一段时间,一分之一秒就会丢失甚至原子钟 - 通过观察单个原子的超精确振荡来测量时间并构成世界官方计时器 - 也是不完美的,这就是为什么研究人员总是努力建造一个比之前建造的任何一个更准确的原子钟现在,中国研究人员团队第一次想出如何制作目前在太空中可用的最精确的原子钟技术之一在今天(7月24日)发表于“自然通讯”杂志的一篇论文中,中国科学院上海光学精密机械研究所的一组研究人员正式宣布他们已成功运行冷原子钟超过15个月在现已解散的中国空间站天宫2号的轨道上 (该成就最初于2017年9月在“科学”杂志上报道,当时该论文的一个版本在预印本期刊arXiv上进行了同行评审和正式出版过程之前)[古怪的物理学:自然界中最酷的小颗粒]在测量振荡之前,通过激光冷却原子使其接近绝对零度的冷原子钟可以更精确,因为在非常低的温度下,这些“嘀嗒”更加一致但实际上让原子达到这些温度在地球上是非常困难的,更不用说在宇宙飞船的范围内了冷原子钟测量原子在自由落体时的振动,这样它们就不会与其他物质相互作用在地球上,这需要不断地向上推动原子,以便在它通过探测器时可以测量它研究小组在论文中写道,研究人员已经成功地将原子超冷缩成自由落体但这意味着或多或少地将实验扔到空中并让它下降 “这些方法提供了几秒钟(落塔,抛物线飞行)到几分钟(探测火箭)的微重力环境,”他们在研究中写道研究人员写道,很难使这种装置在轨道上发挥作用,因为它必须比地球上的同类物体小得多,通过必要的安全测试才能进入太空,在微重力下工作,保护自身免受宇宙辐射 - 并且所有那些没有任何量子物理学家的人,如果出现任何问题就可以进行调整但是,研究人员写道,有空间的冷原子钟确实有一些优势最重要的是,他们可以在更长的时期内研究原子振荡在微重力下,原子可以保持更长的位置,允许更长的测量时间正如科学在2017年报道的那样,欧洲航天局(ESA)的研究人员表示,天宫-2的冷原子钟并不像以前那么精确但ESA的时钟 - 从理论上讲会更精确 - 已经面临延迟,
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