https://www.nature.com/nature/volumes/602/issues/7897
https://www.nature.com/articles/d41586-022-00379-x
根据广义相对论,重力越大,时间过得越慢。因此一个地点的时间流逝速度会随着其海拔高度
而变化。
不同高度差的时间膨胀效应已被无数实验检验,之前被验证过时间膨胀的最小高度差纪录为3
3cm,而今天登上Nature封面的研究则创下新纪录-1mm的时间膨胀效应。
科罗拉多大学JILA实验室的叶军团队设计了一种光晶格钟,他们先用六束雷射将十万个锶原
子冷却，然后用红外雷射将锶维持在超冷状态。因为雷射的相干性，空间中会有能量小的周
期性区域，从而将锶束缚在多个煎饼状的空间里。这种巧思减少了原子和光散射引起的晶格
扭曲并扩展了原子的物质波。 使原子能量态得到良好的控制。
该系统创下了量子相干性保持时间37秒的纪录。此外该团队的新成像法还能提供样本频率分
布的微观图,这样就可以比较同原子云上下两端的时间差，而不是使用传统的双原子钟比较
法。
叶军团队冷却锶原子后再用雷射激发它的外层电子。最后就是为了测量1mm的时间膨胀,该团
队用约半小时来平均数据,经过90小时的数据分析，测量结果与相对论符合得很好。
叶军表示:此研究将原子钟精确度提升了50倍，如果将精度再提升10倍，我们就能观测弯曲
时空中不同位置的粒子-或许正是微小的频率差打破了量子相干性。
原子钟除了能用来观察重力和量子力学的联系。 也可以用在天文观测上，叶军就在用原子
钟寻找暗物质。
P.S.叶军之前就不断创造原子钟精度的新纪录
2017年他的原子钟达到2小时内精度3.5×10^(-19)的纪录
2018年他的原子钟达到6小时内精度2.5×10^(-19)的纪录
叶军毕业于上海交大,博士师从诺贝尔奖得主约翰·霍尔。1999年起在科罗拉多大学博尔德分
校任教,2008年接手JILA(实验天体物理实验室)的管理工作。