被遺忘的鑥元素，能提高時間測量精度

這是一種罕見的地球元素，很少受到關注。然而，它也許是提高原子鐘精度的關鍵。這有助於我們探索太空、追蹤衛星，甚至使時區保持同步。

原子鐘利用激光束下的原子振動測量時間，每隔5千萬年才會產生1秒鐘誤差——具體取決於使用何種元素。不過，科學家依然想提高精度。於是，鑥元素登場了。新加坡量子技術中心的研究團隊稱：相較於銫元素和銣元素，鑥元素能夠提供更高的穩定性和精確度。主要研究人員Murray Barrett說道：

原子鐘的最終性能取決於原子的性能——原子對周圍環境有多不敏感。我認為，鑥元素是這方面的頂尖之選。

1955年，第一台原子鐘問世。此後，科學家一直在用不同元素的原子進行實驗，希望找到能夠產生最高精度的元素。銫是第一種用於原子鐘的元素，其振動的微波頻率為9,192,631,770次/秒。近年來，科學家發現，鐿、鍶等元素的振動速度可達光頻——振動速度快幾萬倍左右。每秒振動次數越多，時間的測量精度越高。

鑥元素不僅以光頻振動，它還具有另一項優勢：溫度和壓強變化對它的影響微乎其微。傳統石英錶會漸漸走不準，正是由於這些環境因素——石英錶很好，但不完美。同理，這些因素也會對原子鐘的精度產生微弱影響。如今，研究團隊在六個月內進行大量測試，得出結論：在全部現有原子鐘里，鑥元素對溫度的敏感度最低。

此外，深入研究表明：鑥元素和鐿元素的原子鐘製造方法相同。這意味著，改良原子鐘不會太麻煩。不過，在實現鑥原子鐘前，科學家還需要解決一些問題。鑥元素之所以長期被人忽略，就是因為它需要一項特殊技術，才能平衡某些潛在誤差。目前，科學家正致力於解決這個問題。

提高原子鐘的穩定性和精確度大有裨益。在研究引力、光速等諸多對象時，極其精確的時間測量至關重要。因此，科學家將繼續不斷探究如何提高原子鐘的精度。

本文譯自 sciencealert，由譯者 蛋花 基於創作共用協議(BY-NC)發布。
原作者：FABRIZIO CARMIGNANI

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