麻省理工學(xué)院的研究人員創(chuàng)造了一種新型原子鐘，它比現(xiàn)有模型更精確地計(jì)時(shí)。他們的新設(shè)計(jì)依賴于糾纏的原子，可以幫助科學(xué)家探測(cè)暗物質(zhì)并研究重力對(duì)時(shí)間的影響。原子鐘已經(jīng)存在了很長(zhǎng)時(shí)間，是世界上最精確的鐘表。

原子鐘使用激光來(lái)測(cè)量以恒定頻率振蕩的原子的振動(dòng)。世界上最好的原子鐘可以如此精確地計(jì)時(shí)，如果它們?cè)谟钪骈_(kāi)始時(shí)開(kāi)始運(yùn)行，那么今天只會(huì)差半秒。與當(dāng)前的原子鐘一樣精確，麻省理工學(xué)院的新模型更加精確。研究人員表示，更精確的時(shí)鐘是回答一些令人難以置信的問(wèn)題的關(guān)鍵，例如重力對(duì)時(shí)間的影響以及時(shí)間是否會(huì)隨著宇宙年齡的變化而變化。

新的原子鐘測(cè)量被量子糾纏的原子。根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)定律，原子以一種不可能的方式相關(guān)聯(lián)，并且使科學(xué)家能夠更準(zhǔn)確地測(cè)量它們的振動(dòng)方式。新時(shí)鐘可以達(dá)到相同的精度，但比沒(méi)有糾纏的時(shí)鐘快四倍。

麻省理工學(xué)院研究員兼該研究的主要作者 Edwin Pedrozo-Penafiel 表示，與當(dāng)前最先進(jìn)的光學(xué)鐘相比，糾纏增強(qiáng)型光學(xué)原子鐘有可能在一秒鐘內(nèi)達(dá)到更高的精度。研究人員說(shuō)，如果當(dāng)前最先進(jìn)的原子鐘適用于測(cè)量糾纏原子，時(shí)間會(huì)得到改善，這樣在整個(gè)宇宙年齡中，時(shí)鐘的偏差將小于 100 毫秒。

今天的原子鐘旨在測(cè)量由數(shù)千種相同類型原子組成的氣體，以估計(jì)平均振蕩。典型的原子鐘使用激光系統(tǒng)在激光形成的陷阱中捕獲超冷原子氣體。另一種頻率接近原子頻率的高度穩(wěn)定的激光器探測(cè)原子振蕩并跟蹤時(shí)間。研究人員部分由 DARPA、國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和海軍研究辦公室資助。