原子时，原子时钟

原子时，原子时钟：探索时间精度的极致

原子时，这一看似遥远的科学概念，其实与我们日常生活中的时间计量息息相关。从铯原子钟到铷原子钟，从格林尼治原子到现代的原子时钟，时间测量的精度经历了前所未有的飞跃。以下是关于原子时钟的几个关键内容：

1.原子时起点

原子时的起点定在0时（UT），即规定在这一瞬间，原子时和世界时重合。这意味着，任何铯原子钟在确定起始历元后都可以提供原子时。世界各地的时间实验室使用足够精确的铯钟，通过VLF无线电信号的相位对遥远的时钟进行比较，从而确保时间的统一性。

2.格林尼治原子钟的起源

“格林尼治原子”（GA）的规模始于1955年的皇家格林威治天文台。1955年7月，国际时间局（IH）开始使用当地的铯钟，并使用VLF无线电信号的相位对遥远的时钟进行比较。***海军天文台开始了A.，使用原子时的商业原子钟，紧随其后的是***标准局，位于科罗拉多州的博尔德。IH量表和A.1被定义为1958年年初。

3.原子时的概念

原子时（IAT）是以物质的原子内部发射的电磁振荡频率为基准的时间计量系统。其初始历元规定为世界时0时，秒长定义为铯-133原子基态的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9192631770周所持续的时间。这种均匀的时间计量系统，由于世界时存在不均匀性和历书调整，因此在精度上远超传统时间计量方法。

4.时频设备与卫星信号

卫星信号在进行实时对时以保证时间准确，但有些时频设备在使用中，因使用场所的限制不能一直接收卫星信号。在这种情况下，设备内部会配置温补晶振、恒温晶振、铷原子钟等，在没有接收卫星信号时给设备进行守时，以铷原子时钟提供的精确时间来保证设备的正常运行。

5.原子时钟的工作原理

在这种时钟里，一束处于某一特定“超精细状态”的原子束穿过一个振荡电磁场。当原子的超精细跃迁频率越接近磁场的振荡频率，原子从磁场中吸收的能量就越多，从而产生从原始超精细状态到另一个超精细状态的跃迁，这个过程称为原子振荡。

6.地面时钟的预测精度

对于地面时钟而言，此次预测精度是有史以来最精确的。爱因斯坦的预测通过了检验。更重要的是，Katori领导团队设计出更精确的时钟，并且通过了可移动性测试。这种时钟可以成为下一代原子时。

7.原子钟的误解

原子钟并非五六十年代恐怖电影中疯狂科学家建造的巨型***，也不是原子弹上头的倒计时器。实际上，原子钟是利用原子振荡频率标准来计算并保持时间的准确。其精度可以达到每200年误差不到一秒。

8.原子时钟的发展历程

20世纪30年代，科学家在研究原子和原子核的基本特性时发现，原子的振荡频率准确性非常高，从而产生了利用原子的振荡频率来制作时钟的想法。1948年，******标准局利用氨分子的吸收谱线制造了第一台原子钟。

原子时钟的发展历程见证了人类对时间精度追求的不断进步。从铯原子钟到铷原子钟，从地面时钟到卫星时钟，时间测量的精度越来越高，为人类社会的各个领域提供了可靠的时间支持。