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【中國新聞網(wǎng)】中國科學(xué)家研制高精度光頻標(biāo) 105億年偏差不到1秒
中新網(wǎng)湖北新聞4月20日電 (馬芙蓉 楊婷婷)中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院高克林團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)22年攻關(guān),研制出105億年偏差不到1秒的鈣離子光頻標(biāo),使中國成為國際上為數(shù)不多掌握“百億年偏差不到1秒”光頻標(biāo)的國家。19日,高克林向中新社記者詳解該成果。
光頻標(biāo)是一套高精度產(chǎn)生時(shí)間或頻率標(biāo)準(zhǔn)的裝置。高精度光頻標(biāo)有助于提高基本物理量定義和基本物理定律檢驗(yàn)等精度,從而推進(jìn)基礎(chǔ)物理研究、探索新物理。同時(shí)在時(shí)間基準(zhǔn)、相對(duì)論大地測量、導(dǎo)航定位等方面應(yīng)用廣泛。
高克林團(tuán)隊(duì)從2000年開始鈣離子光頻標(biāo)實(shí)驗(yàn)研究。他介紹,當(dāng)時(shí)歐美國家已有若干實(shí)驗(yàn)室開展離子光頻標(biāo)研究,中國已有實(shí)驗(yàn)室開展囚禁離子的研究。通過學(xué)習(xí)和與國內(nèi)外同仁交流及自身不懈努力,團(tuán)隊(duì)在2011年研制出中國國內(nèi)首臺(tái)鈣離子光頻標(biāo)。此后不斷提升不確定度,最終研制出不確定度達(dá)“3乘10的負(fù)18次方”的鈣離子光頻標(biāo)。
高克林解釋說,“10的負(fù)18次方”往往用來表示相對(duì)不確定度。在光鐘領(lǐng)域,如果一臺(tái)光頻標(biāo)的時(shí)間輸出不確定度達(dá)到“10的負(fù)18次方”,說明其時(shí)間輸出的偏差不超過“10的18次方分之一”,等效于315億年偏差不到1秒。其團(tuán)隊(duì)鈣離子光頻標(biāo)不確定度為“3乘10的負(fù)18次方”,等效于105億年偏差不到1秒。
截至目前,國際上僅有美國天體物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室和日本東京大學(xué)的鍶原子光頻標(biāo),美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的鐿原子光頻標(biāo)、鋁離子光頻標(biāo),德國聯(lián)邦物理技術(shù)研究院的鐿離子光頻標(biāo)的不確定度達(dá)到“10的負(fù)18次方”量級(jí)。高克林團(tuán)隊(duì)的此項(xiàng)成果是國際上第五種不確定度指標(biāo)達(dá)到該水平的光頻標(biāo)。
高克林介紹,此項(xiàng)成果將使中國在新的時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)定義方面具有更多話語權(quán),可以由此開展更高精度的精密測量物理實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)新的時(shí)間基準(zhǔn)、高精度的大地測量、更精準(zhǔn)的導(dǎo)航定位以及提高通信網(wǎng)路信息傳遞速度。相關(guān)研究成果于近日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論應(yīng)用》上。
高克林透露,下一步團(tuán)隊(duì)將基于研究基礎(chǔ)和光頻標(biāo)發(fā)展趨勢(shì),開展極限鈣離子光頻標(biāo)研究,并推動(dòng)成果應(yīng)用于可搬運(yùn)光鐘和空間光鐘。(完)