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中国时间: 20:15 2016年12月11日星期日

美研制新钟表比最准时钟精确一倍


如果你喜欢准时,就请花几分钟来听听这个消息:美国科罗拉多州立大学彼尔德分校的科学家和美国国家标准与技术研究所合作制造了一座精确度极高的钟表,这座时钟的精确度每两亿年只差一秒,比美国目前使用的官方标准计时钟要精确一倍。

在摆满了老式时钟的店铺里,每一座钟鸣声报时的时刻都不一致。那是因为,经过每分钟、每星期的误差累积后,每一个计时装置都会有一些偏差。

*美官方标准钟八千万年误差一秒*

但是在节奏快速的世界里,许多设备的运用都需要更高的精密度。在科罗拉多州立大学的实验室里,物理学教授叶俊说,他的小组新近制成的这座试验性的钟可能成为最精良的时钟之一,这是因为它的滴答节奏,比一般老式时钟要快得难以计数,甚至比美国的官方标准钟还要精确。美国的官方标准钟是一座精密的原子计时器,每8千万年才有一秒钟的误差。

叶俊教授说,由于这座新制成的时钟运行的更快,它比美国的官方计时钟还要准确一倍。他说:“主要的原因是,当你在制造一座时钟的时候,你要让它尽可能地快速摆动,那样就能更快速地查出误差。”

基本的摆动究竟能快到什么程度?老式的钟大约每秒钟摆动一次。今天最准确的时钟利用原子内部的能量,每秒钟振动几十亿次。和叶俊教授一起工作的物理学家勒德洛说,他的小组制造出的新时钟也是依靠原子能量。

*激光振动计算频率更精确*

勒德洛说:“原子很像老式时钟里的钟摆,钟摆来回晃动,老式时钟用它来计算时间。同样的,原子具有天然的振动频率。我们计算它的振动速度,注意原子的运行状态,最后就制造出了时钟。”

勒德洛说,新时钟的不同之处是计算振动频率的方法。目前最精确的时钟之一是美国国家标准与技术研究所的标准钟。它依靠微波放射来计算。可是微波放射的速度高得难以掌握,所以许多振动的次数都被遗漏。勒德洛说,这项新的、试验性的时钟采用激光,激光的振动频率更快,计算更为精确。

*一座钟表占据整个房间*

使用这座超高度的精密时钟,需要大量设备。实验室里有4个工作台,每个工作台都像一辆小型卡车一样大。上面布满著电线、真空管、激光、镜子、金属盒以及放大镜。勒德洛说,这些都会被用上的。他说:“我们还没有打算把这种表戴在手腕上。”

但是,当初世界上的电脑也是大到必须占据整个房间,而如今有些电脑装置可以戴在手腕上。因此,勒德洛说,有一天,这座庞大的时钟会变小,但它对社会的影响却是巨大的。他预料,更精确的钟表将会改进地球上以及航天飞机上的无线电通讯和导航系统,有助于对其它世界的探索。

美国之音中文网-VOA卫视(直播)

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