光学时钟怎样正在重新定义时间和物理学

新科学家 By David Stock

原子钟用在一个频率上被匹配到某些原子中电子跃迁的微波记录时间。它们是靠其一个秒被定义的基础。但在这个时钟上有一个新的光学时钟孩子，它吹捧甚至更高的精度。是来重新定义秒的时候吗？

光学时钟能达到10＾-18水平的精度，伦敦国家物理实验室（NPL）光学时钟物理学家亚历山德拉托夫尔说，“这是一个如此准确以致如果这个时钟在大爆炸开始了运行到现在它将已经失去1秒的数字”， 伦敦国家物理实验室监督在英国的科学测量标准。

与原子钟不同，这种新型的计时器用光探测电子跃迁。托夫尔说，“因为可见光有一个比微波更高5个数量级的频率，光学时钟比目前铯原子钟标准大约更精确100倍”。在伦敦国家物理实验室，她工作在上的光学时钟在它的核心陷有一个单一镱阳离子，它对精细结构常数的变化是特别的敏感，精细结构常数是一个粒子之间电磁强度的测量。托夫尔说，“这是一个伟大的来用在基础物理学的测试中的光学时钟”。 托夫尔解释说，例如有一种基本常数可能实际上不是常数的建议。光学时钟能取得可以检测这些变化的精确度的水平。

在一个更实际的层面上，精确的时间被用来同步我们依赖的许多基础设施，从银行到航运和我们的能量电网。在伦敦国家物理实验室，研究人员不仅正在开发光学时钟来更准确的测量时间，而且还正在建立一个为支撑关键基础设施的计时器添加弹性的时钟网络。伦敦国家物理实验室国家计时中心项目负责人里昂（Leon Lobo）说，“正在被广播的[时间]信号正成为破坏或否认的目标”。在最糟糕的场景中，这些信号能被劫持，时间能被改变。在像乌克兰、俄罗斯和中东等冲突地区这一直特别的值得注意的。为此，伦敦国家物理实验室正在开发一系列分布在英国各地的光学时钟，但被经由不同的时间传输方法连接。里昂说，我们正在“设计下一代的时间尺度，并设计它从一开始就嵌入了安全性”。

https://www.newscientist.com/video/2472998-how-optical-clocks-are-redefining-time-and-physics/