如果你认为你的苹果的手表是计时中最酷的东西，再想想。德国的科学家们报道Bundesanstalt(PTB)刚刚发表了一篇纸发表在《物理评论快报》上的关于史上最精确的计时装置的文章。它以很大的优势击败了之前的冠军——原子钟。事实上，这种新的单离子时钟非常精确，它可能迫使我们重新定义“秒”是什么。
为了理解单离子时钟，你必须了解它的前身即原子钟。科学家们花了很多时间观察原子。他们发现，当原子中的电子从一个能级跃迁到另一个能级时，它们会做很多可预测和可检测的事情(还记得你在学校里画的那些电子云吗?)在原子钟中，原子被迫相对静止，然后从已知频率(如激光或微波)发出能量。由于这种能量爆炸，电子运动，时钟记录这些运动。时钟通过结合两个已知的事物(电子的行为和能量爆炸的特性)来计算出一个未知的事物(已经过去了多少时间)，从而知道已经过去了多少时间。
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计时的准确性是通过每个“滴答”的长度与其他“滴答”的长度的精确匹配来衡量的。原子钟的计时方式是如此精确，以至于我们目前对“秒”的定义来自目前最好的原子钟——铯原子钟。科学家通过他们的系统不确定性水平来衡量时钟的准确性，这是一种误差率。
在这一点上，德国人的单离子时钟踢开了原子钟的计时功能。它的系统不确定性是3 × 10－18．这是铯原子钟的100倍，自1981年物理学家汉斯·德梅尔特(Hans Dehmelt)称铯原子钟可能实现以来，科学家们一直在努力达到这一精度。
PTB单离子时钟使用镱离子Yb+，但英国和中国也有基于其他离子(如Sr+、Ca+和Al+)的单离子时钟的研究项目。
在PTB从事光学时钟工作的Christian Tamm博士通过电子邮件告诉我们，“每种离子系统在精度潜力和技术复杂性方面都有特定的优点和缺点。”
Tamm补充说:“Yb+似乎具有很高的精度，可能会挑战Al+，但基于Yb+的时钟可能更容易实现和优化。”
这一发现的意义远不止确保你能准时参加下一次游泳比赛。超级精确的计时对GPS甚至互联网都有巨大的影响。PTB希望利用它的时钟来测试物理理论。
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