https://www.nature.com/nature/volumes/602/issues/7897
https://www.nature.com/articles/d41586-022-00379-x
根據廣義相對論,重力越大,時間過得越慢。因此一個地點的時間流逝速度會隨著其海拔高度
而變化。
不同高度差的時間膨脹效應已被無數實驗檢驗,之前被驗證過時間膨脹的最小高度差紀錄為3
3cm,而今天登上Nature封面的研究則創下新紀錄-1mm的時間膨脹效應。
科羅拉多大學JILA實驗室的葉軍團隊設計了一種光晶格鐘,他們先用六束雷射將十萬個鍶原
子冷卻，然後用紅外雷射將鍶維持在超冷狀態。因為雷射的相干性，空間中會有能量小的週
期性區域，從而將鍶束縛在多個煎餅狀的空間裡。這種巧思減少了原子和光散射引起的晶格
扭曲並擴展了原子的物質波。 使原子能量態得到良好的控制。
該系統創下了量子相干性保持時間37秒的紀錄。此外該團隊的新成像法還能提供樣本頻率分
佈的微觀圖,這樣就可以比較同原子雲上下兩端的時間差，而不是使用傳統的雙原子鐘比較
法。
葉軍團隊冷卻鍶原子後再用雷射激發它的外層電子。最後就是為了測量1mm的時間膨脹,該團
隊用約半小時來平均數據,經過90小時的數據分析，測量結果與相對論符合得很好。
葉軍表示:此研究將原子鐘精確度提升了50倍，如果將精度再提升10倍，我們就能觀測彎曲
時空中不同位置的粒子-或許正是微小的頻率差打破了量子相干性。
原子鐘除了能用來觀察重力和量子力學的聯繫。 也可以用在天文觀測上，葉軍就在用原子
鐘尋找暗物質。
P.S.葉軍之前就不斷創造原子鐘精度的新紀錄
2017年他的原子鐘達到2小時內精度3.5×10^(-19)的紀錄
2018年他的原子鐘達到6小時內精度2.5×10^(-19)的紀錄
葉軍畢業於上海交大,博士師從諾貝爾獎得主約翰·霍爾。1999年起在科羅拉多大學博爾德分
校任教,2008年接手JILA(實驗天體物理實驗室)的管理工作。