原子钟

原子钟利用原子中电子能级之间的跃迁作为计时原理的参考，是世界上最精确的时钟，在整个宇宙的生命周期中不会偏差一秒，这意味着它们可以用于超精密测量，以探测现代物理学的一些基本假设。建立一个时钟需要一个周期性事件，利用其频率作为计时的参考，而原子中的电子跃迁是实现这一目标的完美自然振荡器，这必须将一个超稳定的激光调谐到原子跃迁的精确频率来驱动振荡，就像调谐一个乐器以产生正确的音调一样。 任何原子的跃迁都可以用吗？不，合适的跃迁很难实现。最好的跃迁是从原子的最低能态（基态）开始，并且必须以长寿命（亚稳态…

目前，全世界的计时标准都是用原子钟来定义秒，精度可以达到每2000万年才误差1秒（2000万年前我们还是猿人）。原子钟与我们平常见到的钟长得完全不一样，没有表盘，没有指针。原子钟计时依赖于原子。 原子由原子核和电子组成，电子围绕原子核旋转形成不同能量差的电子层。当原子从一个高“能量态”跃迁至低“能量态”时，它便会释放电磁波。这种电磁波特征频率是不连续的，这也就是人们所说的共振频率。同一种原子的共振频率是一定的—例如铯133的共振频率为9 192 631 770Hz。因此铯原子便用作一种节拍器来保…