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“中国光钟”奋起直追

2012-11-02 10:49
Radow
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  方占军介绍,光钟可以分为原子光钟和离子光钟。引领原子光钟研究的是日本的东京大学和美国的实验天体物理实验室(JILA);引领离子光钟研究的就是维因兰德所在的美国标准技术院。现行的时间单位“秒”是以铯原子在微波波段上的跃迁为基础定义的。中国计量院的李天初团队先后研制的两型铯原子喷泉钟是中国复现秒定义的基准装置,准确度相当于1500万年不差一秒。而光钟是利用原子在光波波段的跃迁来定义时间/频率标准的,光学频率比微波频率高4到5个数量级,因此在相同其他条件下,光钟的准确度将优于微波钟,预期可超越目前最精准的铯原子钟好几百倍。

  相对于美国、日本、法国、德国、英国等处于一流研究水准的国家,我国在光钟研制方面还处于跟踪研究阶段,起步较晚,而且基础薄弱,特别是在项目开始阶段,缺乏一手的研究资料和经验,很多数据都依靠国外的相关参考文献才能获得。

  但目前,我国已有多家单位都在从事光钟研制工作,并也取得了一些重要成果。李天初介绍,据不完全统计,目前,中国计量院、清华大学、中科院武汉物数所、华东师范大学,中科院国家授时中心等9家单位在研制的光钟有13种共14台,我国已成为世界上研制光钟种类、台数和单位数最多的国家。

  其中,2012年7月,中科院武汉物理与数学研究所高克林研究员领导的研究组成功研制出我国首台基于单个囚禁钙离子的“光钟”,并被国际计量委员会时间频率咨询委员会(CCTF)采纳参与国际推荐值的计算,这是中国光学频率标准的频率测量值第一次对国际推荐值作出贡献。

  此外,中国计量院在研的锶原子光晶格钟和华东师范大学在研的镱原子光晶格光钟等都已取得了良好进展。

  2012年,方占军的研究团队迈出了关键的一步,获得了光晶格钟囚禁的锶88原子的边带可分辨中跃迁谱线,并有望能在2015年第20届CCTF会议之前实现锶87原子光晶格钟的闭环锁定,在应对世界时间标准的重新定义中为我国争得更多话语权。

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