3000万年误差小于1秒 天宫二号空间冷原子钟实现预定科学目标

原标题:3000万年误差小于1秒 天宫二号空间冷原子钟实现预定科学目标

来源:央视新闻客户端

记者从中科院空间科学应用中心获悉,由天宫二号所搭载的空间冷原子钟在轨运行近两年来,状态良好、性能稳定,完成了全部既定在轨测试任务,成功验证了在空间环境下高性能冷原子钟的运行机制与特性,同时实现了优于3000万年误差1秒的超高精度,将目前人类在太空的时间计量精度提高1-2个数量级,是基于冷原子的空间量子传感器领域发展的一个重要里程碑,该成果24日在国际重要学术期刊《自然·通讯》上发表。

2016年9月,天宫二号空间实验室成功发射并顺利进入运行轨道。由中国科学院牵头负责的载人航天工程空间应用系统在天宫二号上开展了十四项体现国际科学前沿和高技术发展方向的空间科学与应用任务,其中包括世界首台太空运行的冷原子钟。

冷原子钟是把原子某两个能级之间的跃迁信号作为参考频率输出信号的高精度时钟,同时利用激光使原子温度降至绝对零度附近,使原子能级跃迁频率受到更小的外界干扰,从而实现更高精度,www.17055.com。在微重力环境下运行高精度原子钟则具有更重要意义,不仅可以对基本物理原理开展验证实验,也可发展更高精度的导航定位系统。

在存在地球辐射带干扰以及复杂的空间环境下,稳定运行一台精密的空间冷原子钟具有极大挑战。在载人航天工程总体领导下,中国科学院上海光机所研究团队经过十余年的攻关,突破了一系列关键技术。在空间微重力环境下利用激光把铷原子温度降低到接近绝对零度,利用激光和高精度微波场对制备的冷原子进行操纵和探测,提取出铷原子高稳定的能级跃迁频率作为高精度原子钟信号,在国际上首次实现冷原子钟的在轨稳定运行。

​据介绍,这种能在空间环境下可靠运行的高精度原子钟应用于导航定位系统将会提升系统自主运行能力、提高导航定位精度。在基础物理研究方面,对推进基本物理常数测量、广义相对论验证等精密测物理的发展具有重要意义。此外,空间冷原子钟相关技术还将会应用于在空间量子传感器等多个领域。(央视记者 帅俊全)

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