中国科学技术大学潘建伟院士团队最近搞出了大新闻,他们把锶原子光晶格钟的性能指标给突破了,稳定度和不确定度双双冲到了10的负19次方量级。这就相当于给时间校准开了个新路子,300亿年也只允许有不到一秒的误差。以前全球也就美国国家标准与技术研究院、德国联邦物理技术研究院那些顶尖机构能做到10的负18次方级别,现在咱们也挤进这个行列了。潘建伟、戴汉宁、陈宇翱、彭承志这些学者为了攻克技术瓶颈没少下功夫。他们通过系统性的优化,硬是把这套装置的不确定度降到了9.2×10-19。这就给“秒”的重新定义提供了有力支撑。《计量学》杂志上发表的这篇论文也挺厉害,审稿人评价说对讨论“秒”的重定具有重要意义,性能更是排在了世界顶尖梯队。 这一突破不光是数字上的好看,更是未来各种高科技应用的保障。像监测地壳形变、地下水位变化这些需要超高精度的活儿都能干,就连暗物质探测也能用上新方法来捕捉瞬态低频信号。而且这项技术还能搬到卫星上用,能帮咱们检验基本物理学定律,还能为下一代卫星导航系统和全球统一的时间基准打好基础。光钟利用原子内部能级跃迁产生的频率信号来定义时间,精度比现在的微波标准高出了上万倍。它能给卫星导航、通信和精密测量这些现代科技提供可靠的时间基准。 陈宇翱和彭承志也参与了这项研究,他们通过系统性优化提升后评估了各系统频移因素的影响。国际计量领域核心期刊《计量学》最近发表了相关成果。如果光钟的这两个核心指标都突破了10-19量级,那就能开启一系列重要的前沿应用了。例如毫米级重力位和高度精密测量就能实现了,监测火山活动预警还有高精度大地水准面更新也会变得更容易。 由于精度已经超过了重新定义“秒”的门槛要求,锶原子光晶格钟就成了满足国际单位制秒重新定义要求的高精度光钟之一。它不仅能为中国在未来“秒”的重新定义中贡献关键技术还能实现主导。作为当今最精密的时间频率标准,光钟能把全球时间标准推向光学时代。