中国锶光钟：1.38亿年不差一秒
来源：中国科技网-科技日报
2015年09月30日 00:39
http://www./qypd/qypdxwzbc/201509/t20150930_1746748.shtml   [导读] 29日,记者从中国计量科学研究院获悉，该院研制的锶87原子光晶格钟(以下简称锶光钟)数据首次被国际频率标准工作组采纳,为我国未来在重新定义秒的国际问题上争得了话语权。
中国锶光钟：1.38亿年不差一秒 数据首次被国际采纳 为重新定义秒争得话语权 科技日报北京9月29日电 （记者林莉君 通讯员陈杭杭）29日，记者从中国计量科学研究院获悉，该院研制的锶87原子光晶格钟（以下简称锶光钟）数据首次被国际频率标准工作组采纳，为我国未来在重新定义秒的国际问题上争得了话语权。 中国计量院锶原子光晶格钟研究工作始于2007年，由方占军研究员领衔的创新团队承担。2015年7月，该团队顺利完成了锶光钟的第一次系统频移评定和绝对频率测量工作，准确度达到2.3×10-16，相当于1.38亿年不差一秒。 方占军告诉科技日报记者，锶光钟是目前世界上频率稳定度最高的原子钟，也是研究最多的冷原子光晶格钟，高出现行秒定义所采用的铯原子喷泉钟2个数量级，被认为是新一代秒定义最有潜力的候选者。目前，包括中国计量院在内，已有美国科罗拉多大学与美国标准与技术研究院联合实验室、日本东京大学、法国巴黎天文台时间频率标准实验室等8家单位的锶光钟数据被国际频率标准工作组采纳。 9月14日，国际频率标准工作组在法国召开的会议上决定，于2025年—2028年间完成新一代秒的定义。如果使用光钟的新技术来重新定义秒，将对全球卫星定位导航系统、人类探索宇宙和研究物理学规律等领域产生极为深远的影响。 “如果我们在这方面失去话语权，现有的系统就不能够独立复现秒定义，所有与此相关的科研和应用都将失去独立性。”方占军说，下一步，研究组将进一步提高锶光钟的准确度。 ------------------------------------------------------------------------------
锶原子光晶格钟（图片来自cnbeta）外媒报道，日前，美国国家标准与技术研究院(NIST)和JILA共同推出了时间上最精准的锶原子光晶格钟，其50亿年才会产生1秒误差。 ------------------------------------------------------------------------ 光钟小档案 “光钟”是目前为止最精确的计时手段。所谓光钟，就是利用原子在光波波段的跃迁来定义时间/频率标准的。当前原子钟的原子跃迁频率是在微波波段，而光学频率比微波频率高5个数量级。因此通过对光学频率的精密控制和光学频率与微波频率的高精度转换，可以提供超高精度的时间和频率标准，实现更精确的计时。《科学》杂志报道的研究成果表明，光钟将比目前最好的时钟精度提高100倍，将能提供“对物理世界更细致的观察”，并将有助于建立对自然界基本定律的更深入的认识。该研究成果也将对卫星导航、通信及计算机网络同步等应用领域产生影响。 --------------------------------------------------------------------------- 锶晶格钟（互动百科词条） 锶原子光晶格钟由美国国家标准与技术研究所（NIST）和科罗拉多大学共同创建的美国天体物理联合实验室（JILA）研制而成[2] 。其精确度却要比镱原子钟高出近50%。这使得锶原子光晶格钟成为了自20世纪90年代出现铯原子喷泉钟之后首款既能保证稳定性又能拥有超高精确度的时钟[3] 。 研究人员将数千个锶原子置入一束非常稳定的红色激光中，激光的精确频率诱使锶原子在两个能级间振荡。研究人员发现，锶晶格钟每秒能“走”430万亿个“滴答”。 不同于原子钟的仅一个离子在量子态下来回翻转，锶原子光晶格钟可在每一次“滴答”中能够产生上千个原子的波动，这无疑让后者在更短的时间内就能达到跟前者一样的精准度。[3] 如果它从宇宙诞生之初就开始“滴答”走动，到今天也不会发生1秒的误差[4] 。 锶晶格钟每秒能“走”430万亿个“滴答”，运行50亿年也不会偏差1秒。[5] |
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