科学家国家标准技术研究所（NIST）与俄罗斯同事的合作已显着改善了光原子钟的设计，这些光原子钟在由相交激光束制成的晶格中容纳了数千原子。在光学频率下振荡或“ tick”的设计具有比今天最佳的最佳时间标准更稳定和准确的，这些标准基于微波的频率低得多。更准确的时间标准可以改善通信，增强导航系统，并启用对物理理论的新测试以及其他应用。
在3月3日号的两篇论文中描述了物理评论信，时钟的心脏由大约1,000个由激光灯制成的煎饼形井组成，并以一条线排列，每个井中包含大约10个重金属Ytterbium的原子。晶格设计比使用移动的冷原子球相比，与光原子时钟相比，系统误差少，并且在使用单个带电原子（离子）的其他方法中，在并行处理方面也具有优势。由强烈可见的激光束创建的光学晶格是通过首先用紫罗兰激光灯降低原子，然后使用绿色激光灯来进一步冷却原子，从而使它们可以被捕获。科学家通过以黄色的频率以略有不同的频率沐浴原子的原子的“ tick”（每秒518亿美元），直到他们找到原子吸收的精确“共振”频率（或彩色）。
以前的基于晶格的时钟已经使用了与奇数原子块的原子，该原子具有核磁场，会导致一些其他并发症。新时钟使用的原子具有均匀的原子块，这些原子没有净核磁场，但直到现在都很难在原子钟中使用。研究人员发现，他们可以施加一个小的外部磁场，并结合黄色激光光，以诱导原子中两个能级之间的“禁止”振荡。该团队报告了一个非常精确的共振频率，并具有强信号，这表明了时钟的稳定性可能非常高。这种新方法还适用于其他原子质量均匀的原子，例如锶和钙，在NIST和世界各地的其他研究实验室正在研究。
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