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【仅仅只有75公斤，英国科学家们成功制造了可以携带的量子时钟】在文章开头 ， 我只想说一句 ， 好家伙！
英国科学家们在今天表示不仅减小了量子时钟尺寸 ， 而且使其足够坚固 ， 可以运出实验室并在实际应用中使用 。 大家知道 ， 量子或原子钟对于越来越精确地处理全球在线通信、导航系统或全球股票交易等领域至关重要 ， 在这些领域 ， 几秒钟的时间都会造成无法挽回的严重后果 。 具有光学时钟频率的原子钟可以比其微波对应物精确10000倍 ， 这为重新定义标准SI测量单位开辟了可能性 。
而更先进的量子时钟未来也将在日常生活和基础科学中产生重大影响 。 与其他类型的时钟相比 ， 它们允许更长的重新同步时间 ， 从而提高了全球计时基础设施的弹性 ， 并为自动驾驶汽车的未来定位和导航应用打开了大门 。 这些时钟的精确性还可以帮助我们超越标准物理模型 ， 了解宇宙中一些最神秘的方面 ， 包括暗物质和暗能量 ， 这种时钟也将有助于解决基本物理问题 。
科学家们说：“光学时钟的稳定性和精度使其对许多未来的信息网络和通信至关重要 。 一旦我们有了一个可以在实验室外使用的系统 ， 我们就可以使用它们 ， 例如 ， 在地面导航网络中 ， 所有此类时钟都通过光纤连接并开始相互通信 。 这样的网络将减少我们对GPS系统的依赖 。 这些可移动的光学钟不仅有助于改进大地测量——地球形状和重力变化的基本特性——而且还将作为早期监测和识别地震和火山等地球动力学信号的前兆 。 ”
尽管此类量子钟发展迅速 ， 但大规模部署它们的关键障碍是它们的尺寸 ， 以及它们对环境条件的敏感性 ， 限制了它们在不同地方之间的运输 。 英国科学家们他们提出了一个解决方案 ， 解决了这两个挑战 ， 新的量子时钟重量只有不到75公斤 。
科学家们补充道：“我们将光学时钟技术视为国防部未来能力的关键推动者 ， 通过提高国家基础设施的弹性 ， 改变通信和传感器网络的设计方式 ， 这些类型的时钟有可能塑造未来 。 在国防部的支持下 ， 我们制造了许多光晶格时钟的子系统 ， 并在这样做的过程中克服了许多重大的工程挑战 。 我们期待着看到它们在这个激动人心、发展迅速的领域能取得什么进一步进展 。 ”
时钟的工作原理是利用激光产生并测量原子中的量子振荡 。 这些振荡可以非常精确地测量 ， 并且从频率上也可以测量时间 。 一个挑战是尽量减少对测量的外部影响 ， 如机械振动和电磁干扰 。 为此 ， 测量必须在真空中进行 ， 且外部干扰最小 。 新设计的核心是超高真空室 ， 比量子时钟保持领域中使用的任何真空室都小 。 这个腔室可以用来捕捉原子 ， 然后将其冷却到非常接近“绝对零”值 ， 使其达到可以用于精密量子传感器的状态 。
该团队证明 ， 他们可以在不到一秒钟的时间内捕获室内近16万个超冷原子 。 此外 ， 他们还表明 ， 他们可以将该系统运输200多公里 ， 然后将其设置为在不到90分钟内做好测量准备 。 在旅途中 ， 该系统能够承受高于室温8度的温差 。
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