空間光鍾是太空裏最精準的“鍾表”,是名副其實的“大國重器”,代表了國家的戰略科技力量。5月8日,記者從(cong) 中國科學院國家授時中心獲悉:該中心在中國空間站取得重大科研突破——首次實現空間堿土金屬原子的激光冷卻。這不僅(jin) 標誌著我國在空間冷原子物理領域邁出了關(guan) 鍵一步,還為(wei) 高精度空間光鍾的研製和應用鋪平了道路。該研究成果近日在線發表於(yu) 《中國物理快報》。
原子鍾是目前世界上最準確的時間測量工具,廣泛應用於(yu) 衛星導航、通信、電力等領域。“光鍾是更高性能的新一代原子鍾,未來將作為(wei) 基準鍾重新定義(yi) 時間單位‘秒’。形象地說,目前銫原子噴泉鍾的性能達到6000萬(wan) 年積累誤差不到1秒,而光鍾可以達到上百億(yi) 年積累誤差不到1秒。”中國空間站光鍾研製技術負責人、國家授時中心研究員常宏介紹,“但是,將實驗室環境下運行並且占地十幾平方米的地麵光鍾,做成體(ti) 積不到1立方米、能在空間發射條件和微重力下運行的空間光鍾,不僅(jin) 需要全新的物理思路,還要麵對複雜的技術難題和工程挑戰。”
國家授時中心聯合中國科學院上海技術物理研究所、國科大杭州高等研究院、國防科技大學等研製出我國首台空間光鍾,載荷放置於(yu) 我國空間站夢天實驗艙。作為(wei) 我國空間站高精度時頻係統的最高精度時間頻率信號源,空間光鍾為(wei) 我國空天地一體(ti) 化時頻體(ti) 係的建立提供技術支撐和保障。同時,科研人員持續開展研究,不斷攀登高精度空間光鍾研製的科學高峰。
在這個(ge) 過程中,國家授時中心以鍶光鍾研究組為(wei) 首的科研團隊,在10多年光鍾研製的基礎上,研製出一套高度集成化的小型空間鍶光鍾物理係統。“空間光鍾物理係統是空間光鍾核心技術之一,能夠滿足火箭運載需求,並能在空間站複雜環境中穩定運行。”常宏介紹,作為(wei) 一項原創性技術,空間光鍾物理係統已先後獲得中國、美國、歐盟發明專(zhuan) 利授權,並獲得日內(nei) 瓦國際發明展金獎、德國紐倫(lun) 堡國際發明專(zhuan) 利展金獎。
“空間堿土金屬原子的激光冷卻是高精度空間光鍾研製的關(guan) 鍵核心技術。後續,隨著技術的不斷優(you) 化和完善,空間領域的激光冷卻原子技術將推動我國空間科學研究邁向新高度,為(wei) 探索宇宙奧秘貢獻更多中國智慧和力量。”常宏表示。(記者 張梅)
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