东京大学工程学研究团队开发高精度时钟：300亿年内仅有1秒误差|日本留学

326 2024-12-21 10:09

随着科技的不断进步，时钟的精度得到了前所未有的提升，这不仅意味着时间测量的革命，还为全球定位系统（GPS）、地震预测、海平面上升观测等科学研究提供了更精确的时间基准。东京大学工程学研究生院的香取秀俊教授领导的研究团队成功研制出一种新型高精度时钟——“光学晶格时钟”，将时间测量的准确性提高了约1000倍。

光学晶格时钟：精度的飞跃

背景：当前世界标准时间基于量子技术的原子钟，铯原子钟能够达到每3千万年仅一秒误差的精度。

创新：香取教授团队开发的光学晶格时钟使用光频而非微波来测量时间，其振荡频率约为微波的10万倍，从而实现了更高的测量精度。2014年完成的终极版本达到了惊人的精度——在300亿年内仅有1秒的误差。

应用前景：从GPS到广义相对论验证

全球定位系统（GPS）：提高时钟精度可显著增强GPS系统的准确性，减少卫星信号传输时间误差对位置计算的影响。

地球科学：有助于地震预测研究及监测全球变暖导致的海平面上升等现象。

相对论验证：通过在东京天空树（Tokyo Skytree）上设置两个不同高度的光学晶格时钟，成功验证了爱因斯坦广义相对论中关于重力如何影响时空的理论。

技术挑战与未来方向

为了使光学晶格时钟应用于实际场景，如安装于卫星上，必须解决设备小型化的问题。香取教授及其团队通过集成激光设备等方法，已将时钟体积大幅缩小至适合室外使用的尺寸。此外，岛津公司正在进行商业化开发，旨在推动这一先进技术进入市场。

展望2030：重新定义“秒”

预计在2030年的国际度量衡大会上，“光学晶格时钟”有望成为重新定义秒和其他基本单位的关键技术，引领我们进入一个更加精确的时间测量时代。

香取教授坚信：“研究就是要开辟新领域，创造新价值。”他的工作证明了这一点，并将继续激励着更多科学家追求卓越，探索未知。

关于留学的问题可以随时联系芥末留学老师进行免费咨询哦！