来自美国国家标准与技术研究院（NIST）的物理学家Andrew Ludlow及其同事在比对了两个实验性镱原子光晶格钟之后，斩获了新的原子钟性能记录。光晶格钟理论上300亿年才会产生1秒误差。
在上个世纪50年代，科学家基于原子的微小振荡，发明了原子钟。这是人类创造的最精确的计时装置。
多准？140亿年内误差不超过1秒（宇宙年龄138亿年）。该原子钟的滴答率非常稳定，一天内的不稳定度仅为3.2×10-19。
当然，对于日常使用的时钟来说，不需要这么精确，分针能走准就行了。但在科学研究等领域，就要求时间必须精确到千分之一秒，甚至是百万分之一秒。
走得准只是一个开始。最新的这款原子钟精确到可以用来探测暗物质、测量引力波（时空弯曲中的涟漪），并以前所未有的精度确定地球重力场的确切形状。
确实，这些超精密的时钟可以帮助科学家们探索宇宙的奥秘。
Andrew Ludlow说道：“结果证明，如果你有了这么高测量精度的设备，就相当于拥有了一台能探索宇宙的显微镜。”
20世纪60年代以来，一开始是利用铯原子的自然振荡作为钟摆做出的原子钟，并以此来测量时间。手表的一秒不过是一声咔嚓，但对铯原子钟而言，一秒意味着90亿次的电子跃迁振荡，相当于咔嚓了90亿次。
而现今的镱原子钟，其振荡则更快得多。它的原子摆动速度比铯原子钟快了1万倍，相当于接近每秒500万亿次。
Ludlow说：“铯是个具有开创性意义的原子系统，但它的性能开发已经达到了极限。而镱原子钟可以把时间分解成更短的间隔，提高测量的精度。”
光晶格时钟发明距今仅有15年历史，仍处于发展阶段。科学家们正持续对它们进行修补，并随着每一次新的调整，逐渐提高它们的精确度。
而在最近的迭代中，大部分的改进都归功于Ludlow小组于几年前开发的新的热屏蔽功能。它能保护镱原子免受热和电场的影响，从而避免它们的自然振荡受到影响。
“我们想确定当我们测量原子的滴答率时，我们正在测量的是大自然给予它的速率，并且它不会由于环境的影响而受到干扰或改变，”他说。
因其高精确度，镱原子钟能够以史无前例的精度探测地球重力场的位移。
正如爱因斯坦的广义相对论所言，重力场中不同位置的点上，时间流逝的速度也是不一样的。
比如高耸于山顶的钟会比同一座山的山脚下的时钟快一点点。
这不是机械误差。在山顶上，时间确实过得更快。
只不过大多数时钟不够精确，无法记录其中非常细微的差别。毕竟，10年时间里两个高度相差1000米的时钟，也只相差了3100万分之一秒。
目前所需的重力图用其它更便宜的技术一样能准确地画出，但Ludlow表示，这款新时钟可以检测出1cm海拔高度所产生的变化，这比以前精确得多。
此外，这款新原子钟还能用来探测暗物质，人们认为它的含量是其它的一般物质的五倍之多。
“虽然我们对暗物质知之甚少，但大多数理论预测它会以某种方式与原子相互作用，从而影响到时钟滴答的速率。”
该团队正在进一步试验，希望使用镱原子钟找到与LIGO（激光干涉引力波天文台）观测到的相同类型的引力波。
尽管这款新时钟的精确度已经令人难以置信，但远远还没有达到它的极限。更多的修修补补已经开始了。
蝌蚪五线谱编译自techxplore，译者 狗格格，转载须授权
