世界各地都用原子钟来精确报时。时钟的每一次“滴答”都取决于原子振动及其对周围电磁场的影响。今天使用的标准原子钟，以铯原子为基础，通过计算无线电频率来报时。这些时钟可以精确到每数亿年一秒。而测量光频率的新型原子钟更加精确，可能最终取代基于无线电的原子钟。

现在,加州理工学院的研究人员和喷气推进实验室(JPL),这是由美国宇航局加州理工学院,想出了一个新的设计光学原子钟,承诺是最准确和精确(时钟的准确性是指能力正确地确定时间,和精度是指它能告诉在精致的细节)。它的绰号是“镊子钟”，利用所谓的激光镊子来操纵单个原子。

加州理工学院物理学助理教授曼努埃尔·恩德雷斯(Manuel Endres)说：“物理学家的目标之一就是能够尽可能准确地说出时间。” 他发表了一篇新论文，在《Physical Review X》杂志上描述了这一结果。Endres解释说，尽管每天不一定需要超精密时钟来计时，但它们可能会导致基础物理学研究以及尚未想象的新技术的进步。

新的时钟设计基于已经使用的两种类型的光学原子钟。第一种基于单个捕获的带电原子或离子，而第二种则使用捕获在所谓的光学晶格中的数千个中性原子。在捕获离子方法中，只需要精确地隔离和控制一个原子(离子)，从而提高了时钟的准确性。另一方面，光学晶格方法受益于具有多个原子-原子越多，由于单个原子的随机量子涨落而产生的不确定性就越少。

Endres团队的原子钟设计实质上结合了两种设计的优势，从而获得了两者的优势。新设计没有使用光学晶格方法那样使用许多原子的集合，而是使用了40个原子，而这些原子是由激光镊子精确控制的。在这方面，新设计不仅受益于具有多个原子，而且还允许研究人员控制这些原子。

加州理工学院的研究生，这项新研究的主要作者伊瓦伊洛·马德亚罗夫(Ivaylo Madjarov)说：“这种方法将物理的两个分支联系在一起-单原子控制技术和精确测量。” “我们正在开创原子钟的新平台。”

Madjarov解释说，通常，原子钟中的原子就像音叉一样，可以帮助稳定电磁频率或激光。“我们的激光振荡就像钟摆一样，可以记录时间的流逝。原子是非常可靠的参考，可以确保钟摆以恒定的速率摆动。”

研究小组表明，新系统非常适合未来对量子技术的研究。这些系统中的原子可以纠缠或全局连接，并且这种纠缠状态可以进一步稳定时钟。Endres说：“我们的方法还可以为量子计算和通信架构搭建桥梁。” “通过融合物理学中的不同技术，我们进入了一个新的领域。”