铯133,用于GPS定位,1970年代起,全球定位系统采用,精度极高。
铯133,1993年,上海,测得原子核磁矩,数值惊人精确。
去年夏天,我在上海的一家咖啡馆,和一位物理老师聊天。他告诉我,铯133是一种放射性同位素,它的原子核会以稳定的频率发射光子。他说,这个频率被用来定义国际单位制中的时间单位——秒。我记得他提到,这个频率是9,192,631,770次每秒。
等等,我突然想到,我小时候,家里的老式闹钟就是用铯133的频率来校准时间的。那时候,我总是好奇,为什么闹钟的指针走那么慢,原来是因为这个原因。
那家咖啡馆的咖啡真不错,不过,我总是在想,如果铯133的频率被用来做其他什么有趣的事情,会怎么样呢?
铯133其实很简单,就是一种用于精确时间测量的元素。
先说最重要的,铯133是一种放射性同位素,它的原子钟被广泛应用于全球定位系统(GPS)和其他精密时间测量系统中。去年我们跑的那个项目,大概3000量级的时间同步任务,就是靠铯133原子钟来完成的。
另外一点,铯133的原子钟之所以能精确,是因为铯原子在电场中振荡时释放出的电磁波具有非常稳定和精确的频率。这个频率的稳定性是衡量原子钟精度的重要指标。还有个细节挺关键的,铯133的振荡频率大约是9.192631770GHz,这是国际上定义的秒的基准。
我一开始也以为铯133的使用只是高端科技领域的专属,后来发现不对,其实日常生活中也有用到,比如手机网络中的信号同步。等等,还有个事,铯133的原子钟在极端温度变化下也能保持极高的稳定性,这是它的一个显著优势。
我觉得值得试试的是,了解一下你所在领域是否有必要用到铯133原子钟,它可能会给你带来意想不到的精确度提升。不过,得注意一个容易踩的坑,那就是铯133的放射性,处理和使用时一定要严格按照安全规范进行。