日本科研團隊用光晶格鍾驗證廣義相對論

日本東京大學量子電子學教授香取秀俊等人在6日的《自然光子學》網絡版上發表論文稱,通過超精密時鐘“光晶格鍾”的觀測確認,高450米的東京晴空塔展望臺的時間比地面每天快10億分之4秒(4納秒)。

日本科研團隊用光晶格鍾驗證廣義相對論

該內容驗證了愛因斯坦廣義相對論中若重力大則時間過得較慢的理論。這有望應用於測量以釐米為單位的高度變化,監視伴隨地震、火山噴發的地面細微變化。香取鑑於此次的成功表示“實用化有了眉目”。

日本產業技術綜合研究所研究組組長安田正美表示肯定稱:“這是世界首個成果。(香取)向諾貝爾獎靠近了。”

此次使用的光晶格鍾誤差為每160億年1秒,如果是將以往精密時鐘搭載在人造衛星、火箭上的實驗,需要有約1萬公里的高低差。

香取等人的東京大學、理化學研究所、國土地理院等組成的研究團隊將原本龐大的光晶格鍾等裝置改造成能夠搬運的尺寸。2018年10月,他們在晴空塔展望臺(海拔456.3米)和地面(海拔3.6米)各設置了一臺光晶格鍾啟動實驗。

展望臺上的時鐘一週期間平均每天快了4納秒,從中確認極其微小的重力差造成的影響。

目前成為標準的是測量銫原子振動的時鐘,誤差為每5000萬年1秒。光晶格鍾採用的方式是對封閉在激光交錯的晶格狀空間內大量鍶原子的振動進行測量。


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