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冷原子鐘技術(shù)明年有望在北斗上應(yīng)用

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2019-08-18 17:15:49 字號：A- A A+ 來源：觀察者網(wǎng)綜合

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@中國之聲 8月17日消息，中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員、空間冷原子鐘分系統(tǒng)主任設(shè)計師劉亮接受央廣專訪時稱，在天宮二號上搭載的“冷原子鐘”在天上運(yùn)行近三年，達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑐骰卮罅繑?shù)據(jù)，冷原子鐘是用激光把原子冷卻到接近絕對零度，相比熱原子鐘準(zhǔn)確性大大提高。明年有望把這一技術(shù)應(yīng)用在北斗上面，把我們的導(dǎo)航系統(tǒng)性能進(jìn)一步提高。接下來，在載人空間站上，將發(fā)射一套空間冷原子物理裝置，將比現(xiàn)有的冷原子鐘還要冷，達(dá)到10的負(fù)12次方K的溫度。

科技日報此前曾介紹，冷原子鐘是利用激光使原子溫度降至絕對零度附近，使原子能級躍遷頻率更少受到外界干擾，從而實(shí)現(xiàn)更高精度。在微重力環(huán)境下運(yùn)行高精度原子鐘具有更重要的意義，既可對基本物理原理開展驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，也可發(fā)展更高精度的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。

空間冷原子鐘外形圖源：中國科學(xué)院

2016年9月25日，天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室成功發(fā)射并順利進(jìn)入運(yùn)行軌道。中科院牽頭負(fù)責(zé)的載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)在天宮二號上開展了14項(xiàng)空間科學(xué)與應(yīng)用任務(wù)，其中包括世界首臺太空運(yùn)行的冷原子鐘。

在軌22個月，冷原子鐘運(yùn)行正常、狀態(tài)良好、性能穩(wěn)定，完成了全部既定在軌測試任務(wù)，成功驗(yàn)證了在空間環(huán)境下高性能冷原子鐘的運(yùn)行機(jī)制與特性，同時實(shí)現(xiàn)了天穩(wěn)定度7.2×10-16的超高精度。

空間冷原子鐘功能結(jié)構(gòu)與工作原理圖圖源：中國科學(xué)院

據(jù)了解，這種能在空間環(huán)境下可靠運(yùn)行的高精度原子鐘應(yīng)用于導(dǎo)航定位系統(tǒng)將會提高導(dǎo)航定位精度，相關(guān)技術(shù)還將應(yīng)用于空間量子傳感器等多個領(lǐng)域。

德國杜塞爾多夫大學(xué)原子物理學(xué)家斯蒂芬·席勒等國際同行高度評價了這一成果，指出“隨著實(shí)驗(yàn)的成功，中國在天基冷原子傳感器的研究走在了世界的最前沿”。
標(biāo)簽原子鐘
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