一秒钟到底有多久（一秒钟究竟有多长）

一秒钟到底有多久（一秒钟究竟有多长）哪种原子最终胜出？ 铯133。铯已经是原子钟研究中的一种主流元素，到1968年，一些铯钟甚至可以在市场上买到。这次会议使用了当时最精确的天文数字测量方法 - 从一年中的天数开始，然后向下划分。与原子的滴答速度相比，结果正式将一秒定义为铯133原子的9 192 631 770次滴答。如今，原子钟已遍及全世界。从无线电信号发射器到用于全球定位系统的卫星，这些设备已经过同步处理，以便帮助我们保持全球一致的时间 - 精度是无与伦比的。

1967年，来自世界各地的研究人员齐聚一堂，回答了一个长期存在的科学问题-一秒钟要花多长时间？ 起初似乎很明显。 秒是时钟的滴答声，钟摆的一次摆动，嘴里数一个数的时间。 但是这些测量有多精确？ 这个时间长度基于什么？ 我们如何科学地定义这个基本时间单位？

在人类漫长的历史当中，古代文明使用独特的日历来测量时间，这些日历跟踪夜空星相的稳定运行。实际上，直到公元1500年代末，公历才开始出现，当时公历开始与英国殖民主义一起传遍全球。公历将一天定义为地球围绕其轴的单圈旋转。每天可以分为24小时，每小时可以分为60分钟，每分钟可以分为60秒。但是，当第一次定义它时，秒的长度更多的是数学概念，而不是有用的时间单位。测量天数和小时数足以满足农牧社会的大多数需要。直到社会通过快速移动的铁路相互联系，城市才需要就精确的计时达成一致。到20世纪50年代，许多全球系统都需要精确地计算到秒。还有什么比原子尺度更精确的呢？

早在1955年，研究人员就开始开发原子钟，它依靠不断变化的物理定律为计时奠定了新的基础。原子中，带负电的电子以恒定的频率绕着带正电的原子核运动。量子力学定律将这些电子保持在适当的位置，但是，如果将原子暴露在光或无线电波等电磁场中，则可能会稍微干扰电子的运动方向。而且，如果以正确的频率短暂地调整电子，就会产生类似于滴答钟摆的振动。与常规的摆锤会很快失去能量不同，电子可以在几个世纪内滴答作响。为了保持一致性并使刻度线更易于测量，研究人员汽化了原子，将其转换为交互性较小且易挥发的状态。但是这个过程并不会减慢原子的运动频率。一些原子每秒可以振荡超过90亿次，从而为原子钟提供了无与伦比的稳定条件来测量时间。由于给定元素同位素的每个原子都是相同的，因此不同的机构使用相同元素和相同电磁波，就能生产出走时完全一致的时钟。

但是在计时功能可以完全发挥作用之前，各国必须决定使用哪个原子最好。这是1967年国际度量衡委员会第十三届大会上的议题。元素周期表上有118个元素，每个元素都有自己独特的属性。为了完成这项任务，研究人员试验了多种元素。这种元素需要具有长寿命和高频电子振荡，才能实现精确的长期计时。为了跟踪这种振荡，还需要具有可靠的、可测量的量子自旋。

哪种原子最终胜出？ 铯133。铯已经是原子钟研究中的一种主流元素，到1968年，一些铯钟甚至可以在市场上买到。这次会议使用了当时最精确的天文数字测量方法 - 从一年中的天数开始，然后向下划分。与原子的滴答速度相比，结果正式将一秒定义为铯133原子的9 192 631 770次滴答。

如今，原子钟已遍及全世界。从无线电信号发射器到用于全球定位系统的卫星，这些设备已经过同步处理，以便帮助我们保持全球一致的时间 - 精度是无与伦比的。