想象一下，走进一个房间，墙上挂着几座不同的落地钟，每座钟的滴答声都不同。科罗拉多大学博尔德分校和美国国家标准与技术研究所 (NIST) 的量子物理学家基本上在原子和电子的尺度上重建了那个房间。该团队的进步可能为新型光学原子钟铺平道路，这种设备通过测量原子的自然“滴答声”来追踪时间的流逝。
该团队的新时钟由几十个被困在晶格图案中的锶原子制成。为了提高设备的性能，该团队在这些原子组之间产生了一种幽灵般的相互作用，称为量子纠缠——基本上是将四种不同类型的时钟挤压到同一个计时装置中。
它可不是普通的怀表：研究人员表明，至少在一定范围内的条件下，他们的时钟可以超越被称为“标准量子极限”的精度基准——物理学家亚当·考夫曼将其称为光学原子钟的“圣杯”。
“我们能够做的是将相同的时间长度划分为越来越小的单位，”新研究的资深作者、科罗拉多大学博尔德分校和 NIST 的联合研究机构 JILA 的研究员考夫曼说。“这种加速可以让我们更精确地跟踪时间。”
该团队的进展可能带来新的量子技术。其中包括可以测量环境细微变化的传感器，例如地球引力如何随海拔高度变化。
考夫曼和他的同事，包括第一作者、JILA 研究生 Alec Cao，于10 月 9 日在《自然》杂志上发表了他们的研究成果。
套索原子
这项研究代表了光学原子钟的又一重大进步，其功能远不止报时。