原子钟是什么？它能测量时间吗？

　　世界上有一种很精确的计时仪器，它就是原子钟，它可以用激光来测量恒定频率振动的原子。世界上最好的这种装置能够很精确地计时，如果人类在原子钟第一次出现的时候就开始使用，那么误差是极小的，不超过一秒。
　　近段时间，一种新型的原子钟问世，它将揭示出新的物理学特性，因为它除了精确计时之外，还能够帮助人们破译那些来自宇宙中的信号，比如引力波以及暗物质。
　　这款新型的原子钟是麻省理工学院的物理学家设计出来的，设计出它的研究人员曾在一项报告中说，他们已经研制出了一个新型的原子钟，这个原子钟测量的不是会随机振动的原子云，而是那些被量子纠缠的原子。原子用一种不会根据经典物理定律的方式相关联，这样就能够让科学家们更加精确地测量出原子的振动。
　　在没有其他因素的影响下，这个新装置的速度能够比时钟快四倍，但是速度提高的同时还是能够保持同样的精确度。如果世界上最先进的原子钟能够像最新研制出来的装置那样，用于测量纠缠的原子，那么这些原子钟的计时将会得到改进，在测量宇宙年龄的时候误差不会超过100毫秒。
　　为了能够更加精确地计时，原子钟会对单个的原子振荡进行追踪，但是原子是很小的，在对它进行测量的时候，就像是抛硬币一样，只有进行了多次抛掷之后才能得到正确的概率。当增加多个原子后，它们给到的平均值就偏向于正确的值。而这也就是为什么原子钟会被拿来测量由很多相同类型原子组成的气体的原因。
　　典型的原子钟在测量的时候，会先用激光系统形成一个陷阱，然后将一团有着超高密度的原子气困在这个陷阱里。第二束稳定的激光，则对原子的振动进行探测，然后记录时间。但是，标准量子仍然在发挥着作用，这也就表明，在众多的原子当中，它们单个的频率是存在着一定的不确定性的。如果它被纠缠，那么原子的振荡将会在它们振荡的一个共同频率的附近出现收紧，这样与没有纠缠的情况下进行相比，出现的偏差会更小。所以，原子钟在测量的时候，精度会高于标准量子极限。
　　新型的原子钟中，有350个镱原子缠绕，它们用可见光的高频率来进行振动，这表明其中任意一个原子的振动频率要比铯的高出十万倍。如果镱的振荡能够被人们很准确地观测到，那么人们就能够区分出比之前更小的时间间隔。
　　在新原子钟中，他们通过技术手段来冷却原子，然后用光学腔发射出激光，激光会在反射镜之间产生碰撞，然后与原子发生相互作用。这一过程中，就相当于是原子之间的纽带。用这样的方式，研究人员研究人员们发现有了纠缠原子的原子钟达到预期精度的速度要快4倍。