時鐘革命！光學鐘 準確度可達20億年

自由時報 /  2009/02/09

〔編譯張沛元卅綜合報導〕英國泰晤士報週日版八日報導，美國國家標準與科技研究所（ＮＩＳＴ）的研究人員已研發出新一代時鐘「光學鐘」（optical clock），其準確度可達持續運轉二十億年也不會少一分一秒，未來可望取代原子鐘，成為提供全球時間標準的計時單位。

報導指出，這種新一代時鐘之準確，足以讓人造衛星追蹤移動物體的誤差不到一公尺，最終改良自動車與飛機的自動駕駛系統，讓飛機今後不需仰賴人力便可自行降落。

二○二○年前 取代原子鐘 超準確的光學鐘是以雷射「注視」與測量原子內的電子振動頻率，因此能將時間劃分為更小的量。美國ＮＩＳＴ科學家創造的光學鐘是測量汞離子的電子振動，該鐘可持續運轉十七億年也不會少一分一秒。此前，最準確的鐘是每八千萬年誤差一秒的原子鐘；一般腕錶一個月慢十五秒。

國際度量衡委員會已準備在二○二○年以前以光學鐘取代原子鐘。該委員會執行秘書艾瑞阿斯說，光學鐘是未來趨勢，是令人振奮的發展，「我們會在二○一五年以前（就是否以光學鐘汰換原子鐘）做出結論」。

有關光學鐘最令人興奮的發展，應該是大幅改善追蹤飛機、船艦與汽車的全球定位系統（ＧＰＳ）的功能。ＧＰＳ裝置接收人造衛星所發射的微波訊號，藉由計算接收訊號所需要的時間，就能確定地球上某物的所在位置，誤差不超過十公尺。科學家相信，倘若在人造衛星上裝設光學鐘，其定位準確度可提升到誤差不超過一公尺，此一準確度將有助於研發自動駕駛或飛機自動降落系統。光學鐘還能讓人造衛星能更精準地繪製冰帽與山巒，以及監看地震斷層附近區域的活動跡象。

目前，美英德法與日本的實驗室正爭相發展新的時鐘，希望能夠創造出自一百三十七億年前的宇宙大爆炸以來分秒不差的境界。科學家相信，這樣的超準確時鐘可望在十年內問世。