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我國(guó)成功研制鍶原子光晶格鐘

72億年僅誤差一秒
2024-01-26
來(lái)源:快科技
關(guān)鍵詞: 光晶格鐘 鍶原子

據(jù)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)官網(wǎng),該校潘建偉、陳宇翱、戴漢寧等組成的研究團(tuán)隊(duì),成功研制了萬(wàn)秒穩(wěn)定度和不確定度均優(yōu)于 5 x 10-18(相當(dāng)于數(shù)十億年的誤差不超過(guò)一秒)鍶原子光晶格鐘。

據(jù)公開(kāi)發(fā)表的數(shù)據(jù),該系統(tǒng)不僅是當(dāng)前國(guó)內(nèi)綜合指標(biāo)最好的光鐘,也使得我國(guó)成為繼美國(guó)之后第二個(gè)達(dá)到上述綜合指標(biāo)的國(guó)家。相關(guān)成果日前發(fā)表于國(guó)際計(jì)量領(lǐng)域重要學(xué)術(shù)期刊《計(jì)量學(xué)》。

在前期工作的基礎(chǔ)上,研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了鍶原子(87Sr)的激光冷卻,并將其束縛在長(zhǎng)壽命的一維光晶格中,利用一束預(yù)先鎖定到超穩(wěn)腔的超穩(wěn)激光來(lái)探尋鍶原子鐘態(tài)躍遷,并實(shí)現(xiàn)了光鐘閉環(huán)運(yùn)行。

通過(guò)兩套獨(dú)立的鍶原子光晶格鐘進(jìn)行了頻率比對(duì)測(cè)量,得到單套光鐘的穩(wěn)定度在 10000 秒積分時(shí)間被達(dá)到了 4 × 10-18,在 47000 秒達(dá)到了 2.1 × 10-18。

在此基礎(chǔ)上,研究團(tuán)隊(duì)還對(duì) Sr1 光鐘的系統(tǒng)頻移因素開(kāi)展了逐項(xiàng)評(píng)定,最終得到其系統(tǒng)不確定度為 4.4 × 10-18,相當(dāng)于 72 億年僅偏差 1 秒。上述性能指標(biāo)表明該光鐘系統(tǒng)已部分滿(mǎn)足 " 秒 " 重新定義的要求。

該成果對(duì)未來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離光鐘比對(duì)、建立超高精度的光頻標(biāo)基準(zhǔn)和全球性光鐘網(wǎng)絡(luò)奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ),對(duì)未來(lái)構(gòu)建新一代全球時(shí)間基準(zhǔn)乃至提供引力波探測(cè)、暗物質(zhì)搜索的新方法等具有重要價(jià)值。

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