日本新近研发的一种原子钟,距离被采纳为官方“1秒”时长的测量工具,已经越来越近。
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日本精密仪器制造商岛津制作所与国立研究机构理化学研究所周二同国际计量局签署谅解备忘录,评估光晶格原子钟是否适合用于修订国际“秒”标准。现行标准制定于63年前。相关决定预计将在本十年末作出。
岛津制作所社长山本靖则在日本川崎市公司设施内举行的签约仪式上表示:“我们期待围绕重新定义‘秒’开展新的国际合作,并为推动科学技术迈向更高水平作出贡献。”
理化学研究所理事长五神真、国际计量局局长安妮特·库也出席了活动。发明光晶格钟的东京大学教授香取秀俊也在现场。
自1967年以来,“1秒”的长度一直以铯原子钟为依据。经认定,光晶格钟的精度超过铯钟的100倍。
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光晶格钟在100亿年里仅会产生1秒误差。岛津制作所于2025年率先在全球实现该时钟的商业化。香取秀俊也被认为是诺贝尔物理学奖的有力竞争者。
国际计量局是依据《米制公约》设立的机构,负责制定国际单位规则。作为国际计量局政策制定平台的国际计量大会,正在讨论是否重新定义“秒”。
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光晶格钟和单离子光钟都被视为重新确定“1秒”时长的有前景新方案。香取秀俊表示:“25年的研究成果最终呈现为今天这样的形态,我感觉我们已经抵达了过去难以想象的未来。”
用于测量“秒”的最终候选方案,预计将于10月在法国举行的国际计量大会上选出。该机构预计将在2030年的会议上决定“1秒”时长的新定义。
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目前,多个类型的光晶格钟和单离子光钟都在讨论范围内。相关提案中,既有主张选定单一类型时钟的方案,也有主张组合多种时钟的方案。
从技术层面看,重新定义“秒”需要对不同国家和研究机构的时钟进行严格比对。国际计量局、岛津制作所和理化学研究所将合作开展调查与验证,评估小型、便携式光晶格原子钟用于比对研究的可行性。
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高精度时钟还将成为下一代基础设施的底层技术。这项技术能够缩小通信网络中的时间误差,从而降低时延、提升效率。
这项技术也有望推动自动化金融交易更快、更可靠。光晶格钟内部包含锶原子,这些原子由激光束阵列分离并固定在特定位置。
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这种时钟以每秒429万亿次振动来计时。同时测量大量原子,还能进一步提升精度。岛津制作所以精密激光技术见长,自2017年以来一直与香取秀俊合作。如今上市的光晶格钟体积小,便于运输。如果光晶格钟被采纳为新的计时标准,这一地位将持续数十年,也将为岛津制作所带来商业机会。
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