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原子钟首次用于实地测量高度 克服诸多技术挑战

时间:2018-02-13 14:13阅读:

科技日报北京2月12日电 (记者张梦然)据英国《自然·物理》杂志11日在线发表的一篇论文报告,原子钟可以超精确测量时间,而德国科学家让一台便携式原子钟首次用于实地测量——对阿尔卑斯山脉某座山上一个特定实验室的高度进行了测量。该研究是对原子钟用于引力测量的原理性展示。

原子钟是世界上已知最准确的时间度量和频率标准。其精度可达到1017分之一量级,正因为有这样的准确度,原子钟可以检测时间流动中的极小变化。根据广义相对论预测,由于引力场的强度不同,在地球不同高度,时间流速不同。这意味着一台极精确的钟可以被用作引力传感器。原子钟的高精确度需要有精心控制的环境条件作保障,而这样的条件很难存在于度量衡学实验室之外。

此次,德国联邦物理技术研究院研究人员克里斯丁·里斯达及其同事,将一台便携式原子钟装入一辆尺寸2.2m×3m×2.2m的拖车,开入阿尔卑斯山脉弗雷瑞斯隧道的法国段,然后再将它开到意大利段的某处——距离法国测量地约100公里且海拔低了1000米的地点,最后比较在两地得到的原子钟测数。

本次实验的实际测量环境与理想的实验室环境相距甚远,研究团队用原子钟估计山上实验室的高度,并表示他们的估测结果与两组独立的、通过最先进的大地测量学手段(即结合光学水准仪卫星的定位系统与引力场模型)得到的测数相符。

研究人员提出,虽然他们这次测量的精度仍远低于传统测地学可取得的最佳结果,但是此次测量实验克服了诸多技术挑战,向实现原子钟在地理物理学中实际应用迈进了一大步。

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