近日出版的《科學(xué)》雜志刊登了華人科學(xué)家葉軍團隊的最新成果：將量子氣體態(tài)鍶原子擠壓成一個微型3D立方體，使原子密度提高到之前原子鐘的1000倍，從而設(shè)計出迄今最精準原子鐘。新研究不僅能進一步提升GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度，更有助于科學(xué)家們驗證愛因斯坦在廣義相對論中對時間膨脹的預(yù)言，以及探索為何萬有引力定律不能適用于量子力學(xué)等問題。 z=a{;1A  
&&($LnyA]  
原子鐘的原理是利用原子周圍電子從激光吸收能量，在高低能態(tài)間躍遷來計時�，F(xiàn)有原子鐘主要使用的是氫、銫和銣等原子，大家熟知的GPS系統(tǒng)主要使用的是同位素銫-133，但銫原子電子每秒只能移動90億次，而鍶原子內(nèi)電子每秒移動速度接近1000萬億次，因此在制造精準原子鐘方面更有潛力。 zP#%ya:I  
|d=MX>i|G  
在美國實驗天體物理學(xué)聯(lián)合實驗室工作的葉軍帶領(lǐng)團隊一直潛心于鍶原子鐘的設(shè)計，并在2014年研制出當時世界最精準的光學(xué)鍶原子鐘，與銫原子鐘3億年會出現(xiàn)1秒誤差的精度相比，將鍶原子用激光囚禁成線性陣列的鍶原子鐘，其精度達到每150億年(相當于宇宙年齡)才誤差1秒，打破了當時的原子鐘精確度紀錄。 `+EjmY  
dS"%( ?o  
此次新研究中，葉軍團隊再次打破紀錄，將鍶原子鐘的精確度再提高了20%。他們將鍶原子冷卻到-273攝氏度，使得原子變成類似費米子的量子氣體，其行為方式更像波動性，從而避免線性結(jié)構(gòu)中原子間碰撞作用對時間測量精度的影響。 M\jTeB"Z  
5Y(f7,JX  
愛因斯坦的廣義相對論預(yù)言，時間會隨著地心引力的不同而變化，而原子鐘越精準，就可以更精確地驗證這一理論，甚至可以為太空引力波探測以及暗物質(zhì)研究等宇宙未解之謎，帶來突破性進展。