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时间测量这件事,人类已经玩了上千年。从日晷到原子钟,精度提升了几十亿倍,但本质上还是在数"振动次数"——铯原子振动的第9,192,631,770次,就定义为1秒。
乌普萨拉大学的团队这次换了个思路。他们发现原子内部的电子云会形成一种稳定的"拍频"模式,像是原子自己在打拍子。这种节奏比传统原子钟的振动快得多,理论上能把1秒切成10万亿份以上。
论文通讯作者Anne L'Huillier打了个比方:「以前的原子钟像在听一首歌的旋律,现在我们听到了乐器本身的共振腔。」她本人是2023年诺贝尔物理学奖得主,研究的就是阿秒脉冲——一种能捕捉电子运动的超短闪光。
这项技术的直接用途是校准下一代量子计算机。那些设备对时间误差极其敏感,传统原子钟的精度已经不够用。研究团队预计,未来5年内会有实验室原型机落地。
有意思的是,整个发现源于一次"失败"的实验。团队原本想观测某种特定的量子纠缠态,数据却出现了奇怪的周期性噪声。清理了三个月设备后他们意识到:噪声本身就是信号。
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