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什么是原子钟？原子钟是利用原子和离子的能级差作为基准信号来校准晶体振荡器或激光器的频率，从而输出标准频率信号的装置。原子钟工作原理是利用原子能级跳跃吸收或释放时发出的电磁波作为振动频率进行计时。由于电磁波的频率非常稳定，再加上一系列精密仪器的控制，原子钟的计时可以非常准确，可以达到几千万年的一秒或更好的水平。目前常用的原子钟可分为氯、铌、氢、CPT四类原子钟。

根据原子钟中的元素，主要分为氢原子钟、氯原子钟和锑原子钟。e-10.目前是工程应用广泛的原子钟；锑钟可达1e-12量级，氢原子钟的精度误差每天只能改变10亿分之一秒，通常主要用于实验室和卫星。根据原子钟装置技术，原子钟还包括：冷原子喷泉钟、原子光钟、CPT原子钟(相CPT原子钟符合小型化趋势，是未来有前途的原子钟。NIST研制的CPT原子钟的物理部分甚至比一粒米小，CPT原子钟被认为可以集成在芯片上，也称为芯片级原子钟(CSCA，chipscaleatomicclock)，一般可达1e-精度超过10量级，稳定性好。

人们通常使用的时钟每年误差约1分钟，这对日常生活没有影响，但需要更准确的生产和科研计时工具。目前，世界上准确的计时工具是出现在20世纪50年代的原子钟。原子钟的精度每2000万年只有1秒。这为天文学、航海和宇宙航行提供了强有力的保证。