作者:RIKEN 信用:CC0公共领域 发表在《自然光子学》杂志上的爱因斯坦广义相对论有效性的另一项验证中，来自RIKEN高级光子学中心和先锋研究集群的科学家与同事们使用了两个微调光学晶格钟，一个在底部，一个在东京天空树450米的天文台地板上，对爱因斯坦广义相对论预测的时间膨胀效应进行了新的超精密测量
爱因斯坦理论上认为重力导致的时空扭曲是由大质量物体引起的
与此相一致，时间在深引力场中比在浅引力场中运行得更慢
这意味着天空之树塔底部的时间比顶部稍慢
实际测量不同重力场中时钟运行速度变化的困难在于，差异非常小
要对相对论进行严格的测试，要么需要非常精确的时钟，要么需要很大的高度差
迄今为止最好的测量方法之一是使用大型复杂的钟，比如由RIKEN小组开发的钟，它可以测量一厘米左右的高度差
在实验室之外，最好的测试是由卫星进行的，它们的高度相差几千公里
这样的空间实验已经将任何违反广义相对论的行为限制在百万分之三十左右，这是一个极其精确的测量，基本上表明爱因斯坦是正确的
来自RIKEN的科学家和他们的合作者承担了开发便携式光学点阵钟的任务，这种钟可以在地面上进行相对精确的相对论测试
然而，最终目的不是证明或否定爱因斯坦
根据领导该小组的日本理研大学和东京大学的Hidetoshi Katori的说法，“超精密时钟的另一个主要应用是通过重力来感知和利用时空的曲率
利用它，时钟可以区分高度的微小差异，使我们能够测量活火山或地壳变形等地方的地面膨胀，或者确定高度的参考值
我们想证明，我们可以在实验室之外的任何地方用可移动设备进行这些精确的测量
这是将超精密时钟变成现实设备的第一步
" 这项工程壮举的关键是将实验室大小的钟小型化为可运输的设备，并使它们对环境噪音如温度变化、振动和电磁场不敏感
每个钟都被装在一个磁屏蔽盒里，每边大约60厘米
捕获和询问被限制在晶格中的原子所需的各种激光设备和电子控制器被装在两个可安装在机架上的盒子里
这两个时钟通过光纤相连，用来测量节拍
与此同时，科学家们进行了激光测距和重力测量，以独立评估两个时钟的重力场差异
他们获得的违反广义相对论的数据是对爱因斯坦理论的又一次验证，就像以前的其他人一样
根据卡托里的说法，实验的关键在于，他们证明了这一点，其精确度可与最好的天基测量结果相媲美，但使用的是在地面上运行的移动式设备
未来，该小组计划对相距数百公里的时钟进行比较，以监测地面的长期升降，这是超精密时钟的潜在应用之一
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