光钟精确到纳秒,精确到纳秒

中国科学技术大学最近把锶原子光晶格钟的稳定度和不确定度同时给了人类计时极限1个新的高度,突破了10的负19次方量级。这个科学成果可以把时间测量做到300亿年也不会偏差1秒。这么高的精度,是人类一直在追求的目标。中国科学技术大学科研团队在光钟研制上取得了里程碑式进展,把中国在全球时间基准上的话语权给提升了。这种光钟技术有啥意义呢?实际上,这个技术把我们的计时精度从过去几百年只能精确到秒给推到了现在可以精确到纳秒。光是这个成果就已经很惊人了,更厉害的是还有很多应用等着我们去发掘。给地球做CT扫描就是其中之一,引力越强的地方时间就过得越慢,所以住在高楼上和低楼层的时间流速也会有所不同。利用光钟这种极致的时间探针,我们可以捕捉到几厘米高度差带来的时间变化,并且还可以探测看不见的地下世界。 当然了,中国科学家可不是只想着做CT扫描这个好玩的东西。他们现在正在努力让这种光钟变得更小、更稳定、更易于搬运。未来,它将从地面实验室走进导航卫星,支撑下一代全球导航系统。这样一来,我们的定位精度就可以从米级走向厘米级甚至更高了。到那个时候,世界丈量时间的标尺上就会刻下中国的精度。 陕西的国家授时中心和北京的中国计量科学研究院都是全球时间基准里不可或缺的力量。他们通过80个实验室、450台原子钟作为参考为世界授时。我国是全球拥有这么多高精度原子钟的国家之一,所以我们的科技实力也是毋庸置疑的。 这种光钟技术最早是由铯原子作为“琴弦”,发现它1秒振动大约91亿次而研发出来的微波原子钟来实现的。微波原子钟的精度让人类第一次能够“以光为尺”,丈量世界。在北斗三号卫星上就搭载了国产铷原子钟,通过测量光的传播时间来推算距离。这种精度下距离误差可能达到300米左右。 你能想象一下吗?百万分之一秒的偏差就会导致距离误差达到300米左右!所以我们每天依赖导航系统精确地定位目的地,完全是靠对时间极致到苛刻的掌控才能实现的。而新一代光钟的精度是微波原子钟的上万倍,它能做的事情远不止计时和定位这么简单了。 虽然目前的光钟体积庞大、工作所需环境苛刻,还没上得了天。但中国科学家正在努力把它给变小变轻变稳定,并且让它更容易被携带使用。未来它将从地面实验室走进导航卫星,支撑下一代全球导航系统。这样一来我们定位目的地就可以更精确更快捷了! 除了导航之外,光钟还有望构建全球统一的超高精度时间基准呢!到那一天我们丈量时间的标尺上就会刻下中国的精度了!你说厉害不厉害?