全球观焦点：原子钟是如何工作的？

(相关资料图)

作为世界上最准确的时钟，原子钟是如何工作的呢？

原子钟的核心，是氢、铷、铯等科学家们精心选出的原子。当原子核外电子飞行的轨道发生变化时，会吸收或释放恒定频率的电磁波，即我们所说的振荡频率。原子钟工作的重点，便是将这个振荡频率提取出来，作为衡量时间的尺，并转化为我们熟知的秒信号。

对于不同的原子，提取振荡频率的方法是不同的。我们以铷原子钟为例进行说明。将特定的激光场施加在铷原子群上，原子内的电子吸收光子，飞行轨道发生改变，激光场能量也相应降低。当所有铷原子均完成这一过程后，激光场能量将不再发生变化。此时，给铷原子加上一个微波场，当微波场的频率与铷原子的振荡频率相等时，铷原子中的电子会纷纷从新轨道跳回最初的轨道上，这时，铷原子又要开始吸收光子，激光场能量发生波动。因此，随着我们改变微波场的频率，当检测到激光光强变弱时，便得到了铷原子的振荡频率。有了这个频率信号之后，可以将它转变成1PPS信号，即一系列间隔为一秒的脉冲信号，就变为我们熟悉的时间信号进行输出，告诉我们时、分、秒。（朱玺）