2010年2月4日
物理学家国家标准技术研究所（NIST）已经建立了基于单个铝原子的实验原子时钟的增强版本，该原子现在是世界上最精确的时钟，是基于汞原子的先前paceSetter的两倍以上。
基于单个铝离子（电荷原子）的振动，NIST博士后研究员James Chin-wen Chou具有世界上最精确的时钟。离子被困在金属圆柱体内（右中间）。信用：J。Burrus/Nist。
根据物理审查信中报告的测量结果，新的铝时钟既不会在37亿年内获得37亿年的损失。
新时钟是NIST的“量子逻辑时钟”的第二版，之所以称之为，是因为它借用了用于原子数据的逻辑处理，将数据存储在实验量子计算中，这是同一NIST研究组的另一个主要重点。逻辑时钟的第二个版本的精度是原始时钟的两倍以上。
NIST博士后研究员詹姆斯·周（James Chou）说，“本文是原子钟的里程碑”。
除了证明铝现在比汞更好的计时器外，最新结果还证实，光学时钟正在扩大其在某些方面的尊重，而NIST-F1 Cesium Fountain Fountain Clock是美国平民时代标准，目前可以保留时间在大约1亿年内的1秒内。
由于国际对第二（国际单位系统或SI系统）的定义是基于剖宫产的，因此铯仍然是官方定时管理的“统治者”，而且没有比NIST等基于Cesium的标准更准确的时钟-f1。
逻辑时钟基于被电场捕获的单个铝离子（电荷原子），并在紫外线频率上振动，其比NIST-F1和世界各地其他类似时间标准的微波频率高100,000倍。因此，光学时钟将时间分为较小的单元，并且有一天可能导致时间标准超过当今的微波标准的100倍以上。较高的频率是可以提高精度和准确性的多种因素之一。
铝是国际社会选择未来时间标准的竞争者。NIST科学家正在研究五种不同类型的实验时钟，每个时钟都基于不同的原子并提供自己的优势。NIST的第二个独立版本的逻辑时钟的构造证明了它可以复制，这使其成为实现这种区别的第一个光学时钟之一。许多实验室都需要复制任何未来的时间标准。
NIST科学家通过用激光探测铝离子来评估新的逻辑时钟，以测量离子跳到高能状态的精确“谐振”频率，仔细考虑了所有可能的偏差，例如由离子运动引起的偏差。没有测量是完美的，因此根据如何接近原子的精确谐振频率来确定时钟的精度。偏离谐振频率的真实值的偏差越小，时钟的精度就越高。
物理学家还通过将新光学时钟与较旧的光学时钟进行比较来评估它们的性能。在这种情况下，NIST科学家通过使用一个时钟的共振激光频率比较了两个逻辑时钟，以在另一个时钟中探测离子。进行了56个单独的比较，每个比较持续15分钟至3小时。
这两个逻辑时钟实际上表现出相同的“ tick”率差异，直到测量延长到十进制位置之前，才出现。根据本文，这两个铝时钟之间的一致性比任何以前的两局比较近10倍以上，并且在这种评估中实现了最低的测量不确定性。
增强的逻辑时钟与原始版本有多种不同。最重要的是，它使用不同类型的“合作伙伴”离子来实现更有效的操作。铝是时钟滴答的非常稳定的来源，但其特性不容易被激光操纵或检测到。在新时钟中，使用镁离子冷却铝并发出滴答声。时钟的原始版本使用了铍，这是一种较小且较轻的离子，对铝的效率较低。
时钟有无数的应用。光学时钟提供的极端精确度已经在自然界的基本“常数”中提供了记录测量，这是对宇宙学和物理定律的重要意义的询问线，例如爱因斯坦的特殊和一般性和一般的理论相对论。下一代时钟可能会导致新型的重力传感器来探索地下自然资源和地球的基本研究。其他可能的应用程序可能包括超专业的自主导航，例如GPS的着陆飞机。