国家标准研究所的研究团队在原子钟技术方面迈出了重要步骤。 2024年7月14日，该小组在一本学术杂志上发表了研究结果，发现使用离子陷阱的铝离子稳定通常会提高原子钟的准确性，达到19个精度数字，打破了先前的记录。预计这一成就将为重新定义“第二个”单元并促进量子技术的发展提供基础。最近开发的原子时钟提供了精确和稳定性的进步，这是光学手表的关键性能指标。它的精度比以前的记录高41％，其稳定性比其他原子手表高2.6倍。研究人员认为，这种技术进步不仅扩大了基本物理研究的局限性，而且还提供了探索自然方法的新工具。铝离子被选为带有EX的中央材料细胞特性。它的振动频率比目前用于定义“秒”并且对外部干扰具有更强耐药性的纤维原子更稳定。经过20年的优化，研究人员在激光系统，离子陷阱结构和真空环境中提高了许多精度。该设备使用厚的金涂层工艺来创建离子陷阱，以有效地降低电阻并减少对铝离子的干扰。同时，真空系统中的材料已被传统的钢替换为钛合金，从而将氢的渗透率显着降低至1/150。此外，通过3.6公里的纤维连接，研究人员将与科罗拉多大学博尔德大学合作建造的联合实验室拥有高度稳定的激光系统，进一步提高了测量铝离子振动频率的精确性。这些改进延长了时间对于原始0.15秒的每秒测量值，大大提高了系统的稳定性，并减少了在小数点3周到1.5天后获得19位准确性所需的时间。研究人员指出，这一进步对多个领域有很大的影响。高度精确的原子手表有助于实现“秒”的更精确的定义，并促进相关的创新。同时，该系统还充当量子逻辑测试平台，以促进量子物理学研究的新发展。另外，它可用于检测地球重力场的微小变化，并在标准模型之外可能揭示物理现象。