在国际计量领域,一项来自中国的重要科研成果引发广泛关注。中国科学技术大学的研究团队在锶原子光晶格钟研究方面取得重大突破,成功将该光钟的稳定度和不确定度指标全面推进至10⁻¹⁹量级,这一精度意味着光钟运行300亿年的误差不超过1秒,为时间精密测量领域树立了新的标杆。
光钟作为当前最精密的时间测量工具,其性能优劣主要由稳定度和不确定度两大核心指标决定,数值越小代表性能越卓越。中国科大研究团队为此设计并搭建了一套精密的双钟比对系统,该系统由两个完全独立的锶原子光晶格钟构成。通过直接对两台独立锶光钟进行拍频比对,科研人员验证了在2万秒积分时间内,光钟的长期稳定度优于2.9×10⁻¹⁹,这一数据为光钟性能的稳定性提供了有力支撑。
在不确定度优化方面,研究团队采取了多维度技术手段。他们建立了经原位验证的空间分辨有限元模型,对黑体辐射频移不确定度、原子温度等关键参数进行精准调控,同时显著抑制了原子碰撞导致的密度频移。团队还对晶格光频移不确定度和磁频移不确定度等进行了系统性优化。经过一系列技术攻关,光钟的综合系统不确定度最终达到9.2×10⁻¹⁹,达到国际单位制秒重新定义所要求的高精度标准。
该成果发表于国际计量领域核心期刊《计量学》,标志着我国在时间精密测量领域的研究水平已跻身世界前列。锶原子光晶格钟作为新一代时间基准装置,其精度提升不仅为基础物理研究提供更精确的时间尺度,还将推动卫星导航、深空探测、量子计算等领域的技术发展,为全球科技进步贡献中国智慧。











