RIKEN、东京大学、日本地理空间信息局和大阪工业大学的联合研究小组在世界上首次成功开发出具有18位精度的超高精度便携式光学点阵钟。与岛津制作所合作。精确测量了东京晴空塔的高度,验证了广义相对论。

 根据爱因斯坦的广义相对论,海拔越高,时钟前进的速度越快,但以现有技术的精度,很难测量海拔的差异给时钟在地面前进的方式带来的差异.然而,通过使用光学点阵时钟掌握引力场(引力势差)并测量时钟根据高度前进的方式的差异,可以以厘米为单位高精度测量两个远点之间的高度差水平。测量成为可能。

 课题组研制出的便携式锶光晶格钟,不仅在实验室环境下,在实验室外环境下也能达到18位精度(相当于1亿年2秒的偏差)。这两个时钟安装在地下和天文台两个位置,东京晴空塔的高度差约为 450 米,测量每个时钟前进方式的差异。将结果与地理测量所测得的高程差进行对比,对广义相对论进行了验证实验。

 结果,测得天文台的时钟比底层的时钟早,验证成功,精度接近常规卫星实验的精度。 与传统太空实验需要1公里的高差相比,这次开发的便携式光学点阵钟可以让同样的实验小1万多倍的高差。

 用于户外操作的高精度便携式光学点阵钟的演示将是光学点阵钟社会化实施的重要一步。未来,相对论传感技术,如对板块运动和火山活动引起的地壳运动进行精确到几厘米的监测等相对论传感技术将投入实际应用。

纸张信息:【自然光子学】一对可移动的光学点阵钟测试广义相对论

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