什麼是『原子鐘』?『原子鐘』有多大?『原子鐘』是誰發明的?

所謂的「原子鐘（atomic clock）」，利用測量原子或分子超越時空的穩定共振性質，來「規定」時間的長短。目前全世界較常用的是利用銫原子（Cs-133）製造的「銫原子鐘（cesium atomic clock）」，從1967年開始，科學家規定它每震動9,192,631,770次，是為「1秒」，銫原子鐘的精確度可確保140～200億年才差了一秒鐘。（對銫原子鐘的歷史與詳細資料有興趣者可參考美國海軍天文台http://tycho.usno.navy.mil/cesium.html）不過，為確保測量的精準度，銫原子鐘的內部必須抱持真空狀態，且銫原子蒸汽的密度也必須在某一限度以上，所需耗費電力相當大，所以剛開始建造的銫原子鐘都非常龐大；隨著科技進步，銫原子鐘愈做愈小。現在的銫原子鐘有兩種規格：主要的標準—實驗室級（laboratory or primary standard）的銫原子鐘大如一截鐵路貨櫃火車，而商業級（commercial or secondary standard）的銫原子鐘則如一支007手提箱般大小；商業級的銫原子鐘必須每隔一段時間要欲實驗室級的進行校準工作。台灣的國家標準時刻（中原標準時間）就是由位於桃園的中華電信研究所時間與頻率國家標準實驗室發佈。美國國家標準技術局（National Institute of Standards and Technology，NIST）物理學家John Kitching等人，日前研發出一種新型的原子鐘，長寬只有1.5毫米、厚度僅4毫米，比現今最小的原子鐘還小100倍，電力僅需耗費1/75000瓦（故一顆電池已足夠），穩定度約為1/100億（即每300年才會差了一秒），並可與半導體晶片結合。這項技術將使得未來原子鐘就像電腦晶片一樣大，雖然精確度與實驗室級的銫原子鐘相比仍差了一截，但將可廣泛的裝設在無線通訊、GPS接收機、太空船導航設施等的任何儀器之內，甚至是一般的手錶中，一旦進入量產之後，人們不需要花費高昂的價格，即可隨時隨地知道標準時間為何，就如同現在的手機、GPS一樣便利。

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