中国计量科学研究院院长方向:NIM6铯原子喷泉钟精准度有望达到1亿年不差一秒

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  新华网北京5月20日电(钟艳平)“永远追寻时间,永远想着离时间近一点,再近一点,希望时间越来越精准,这是‘计量人’的追求。”中国计量科学研究院院长方向在接受新华网采访时说。5月20日是第20个“世界计量日”,今年“世界计量日”主题为“国际单位制(SI)——根本性飞跃”。时间是国际单位制的七个基本物理量之一,是目前所有物理量中准确度最高、应用最广的物理量,那么,我们该如何获取高精准度时间?访谈中,方向对世界最精准的原子钟之一“铯原子喷泉钟”及其运行原理进行了生动科普。

  

  铯原子喷泉钟是一种精密的计时器具,是原子钟的一种。铯原子喷泉钟的工作原理是利用磁光阱等方法将铯原子俘获、冷却,形成温度只有几微开的冷原子云,并通过与钟跃迁频率一致的微波激发原子,利用激光探测跃迁几率,将几率的变化反馈给微波频率,并将微波频率锁定至以秒定义的钟频率上。由于用激光冷却,使原子速度比传统设备中的原子速度降低了两个量级,从而提高了铯钟的准确度。

  

  NIM5铯原子喷泉时间频率基准 中国计量科学研究院研制

  NIM5铯原子喷泉钟精准度3000万年不差一秒!

  日常生活中,当时间精确到秒时,人已经感觉这时间很短,然而在很多领域,还需要使用更精确的时间,如交通、金融、移动通讯、计算机网络、卫星导航等,大量设备设施的安全运行都需要依靠更高精度的时间频率来计量。“中国计量科学研究院研制的NIM5铯原子喷泉钟测量精度目前已经可以达到3000万年不差一秒。”方向自豪地介绍,NIM5铯原子喷泉钟是用来定义秒长的基准原子钟,是继铯原子喷泉钟1-4号后的第5号,2014年,NIM5铯原子喷泉钟通过评审被接收为国际计量局(BIPM)认可的基准钟之一,参与驾驭国际原子时(TAI)。“这标志着我国在国际标准时间的产生过程中不仅具备了话语权,更具备了表决权。”

  NIM6铯原子喷泉钟精准度有望达到1亿年不差一秒!

  虽然3000万年不差1秒在普通人眼中已经是极高精度,但对研究人员来说还不能满足。“在NIM5铯原子喷泉钟之后,我们紧锣密鼓地布局了NIM6铯原子喷泉钟的研制工作,将来还会有更多的迭代演进。”方向透露,NIM6铯原子喷泉钟目前正在评定认证过程中,今年有望投入使用。而与NIM5铯原子喷泉钟相较而言,6号有着飞跃性的创新发展,有望达到1亿年不差一秒甚至更精准。

  “从4号钟、5号钟再到6号钟,从600万年不差一秒精准至一亿年不差一秒,每一次进步看起来都是微不足道的非常短时间,然而这微小的变化却是这个技术一个时代的更迭进步。”方向感慨,这一代代的演进也很好地诠释了“计量人”的追求,希望时间越来越精准,离时间近一点,再近一点。

  

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