據外媒報導，美國科學家製造出了非常精確的原子鐘，能夠檢測出其由於與地球中心的距離變化而產生的節拍速度的微小變化。
「時間與重力的關係錯綜複雜，」美國聯合天體物理實驗室的物理學家葉軍（音）說。「這聽起來像是科幻小說的情節，但這些測量是真實的。」
根據愛因斯坦的預言，在距離吸引物（如地球）中心越遠的地方，時間流逝得越快。因此，我們可以利用一個超靈敏的時鐘來確定海拔高度的微小差別。很早以前，研究人員通過比較兩個距離甚遠的時鐘速度證明了這一理論。時鐘的相對位置從海平面與山頂到相距幾十英裡的兩個地球軌道衛星不等。
五年前，研究人員就在NIST製造了一個靈敏的時鐘，能夠檢測出一英尺（約30釐米）高度變化的時間差。但新的時鐘還要靈敏得多。「現在，即使是2釐米的變化也能反映在時鐘上。」葉軍說。
關於這一原子鐘的論文已經發表在《自然》通信欄目。它是一種經過調整的光學晶格鍾，原理是測量被捕獲在雷射網中的鍶原子振蕩。葉軍作為論文中主要的研究者解釋說，時鐘測量到，鍶原子電子每秒可繞原子核運動一千萬億次。為了計算這一運動，研究人員使用「時鐘雷射器」發射雷射，一次轟擊幾千個鍶原子。該雷射經過調諧，其電場中的波峰和波谷可以與鍶原子電子的震蕩相匹配。
新的原子鐘比目前國際上普遍採用的銫微波時鐘要精準幾個量級。「我們現在用的時鐘就像是一隻指針每秒移動90億次的手錶，」葉軍說。「而我們製造出的這隻『手錶』，指針每秒可以移動一千萬億次；我們就像在追蹤光的波紋一樣。」
在最新的光晶格時鐘中，研究人員在捕獲原子周圍安裝高度靈敏的溫度計，能夠更好地測量周圍環境熱效應的影響，從而降低了報時誤差。他們還能夠降低雷射網對單個原子的影響，並使用了世界上最穩定的雷射器之一來測量電子的運動。這些調整使得新原子鐘比去年為止的世界紀錄保持者精確三倍，穩定性也增加了50%。
製造一個如此精確的時鐘似乎有些小題大做，但它可以改善我們對地球形狀的認識，幫助制定時間和空間的基本法規，並為暗物質的探測提供了一個新的途徑。
時鐘越精確，這些優勢就越加凸顯。「如果我們能製造一個精確1000倍的時鐘，就可以聆聽宇宙的交響樂了，」葉軍說。「比如，當一個遙遠的星系爆發時，你可以通過時鐘感受到宇宙時間的震蕩。
新型光晶格原子鐘特寫
新型高精度原子鐘能夠檢測出2釐米海拔高度的變化
中國銫原子鐘:2000萬年不差1秒