300亿年不差1秒 中国光钟刷新计时极限
近日，中国科学技术大学科研团队在光钟研制方面取得里程碑式进展。科学家将锶原子光晶格钟的稳定度和不确定度，双双突破10的负19次方量级，就是说这台“超级钟表”运行300亿年，误差不超过1秒。
目前，国际上都在全力布局更加稳定和精准的原子光钟，锶原子光晶格钟的突破意味着中国在全球时间基准上有了关键话语权，有望为全球时间基准加上了中国精度。“全”释硬科技，来看总台记者的报道。
从日升日落到单摆摆动，从机械钟到石英钟，人类几千年来，一直在寻找一种“绝对精准”、永不走偏”的时钟。直到发现了原子——这台真正意义上的宇宙终极时钟。科学家发现，用能量激发原子，它会释放出固定频率的电磁波。你可以将原子想象成一根琴弦——当我们“拨动”它，它能发出一个标准的"音高"，而且这个“音高”几乎永恒不变，这也意味着以原子作为时钟，千百万年甚至上亿年都不会有误差。
最早，科学家以铯原子作为“琴弦”，发现它1秒恰好振动大约91亿次，基于这个稳定的振动频率，科学家研发出了微波原子钟。全球时间就是以全球80个实验室、450台原子钟作为参考，共同为世界授时。我国陕西的国家授时中心和北京的中国计量科学研究院的高精度原子钟组，是全球时间基准里不可或缺的中国力量。
微波原子钟的精度，让人类第一次能够“以光为尺”，丈量世界。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，推算距离。百万分之一秒的偏差下，距离误差会达到300米左右。我们每天依赖的导航，能精确地定位目的地，靠的就是它对时间极致到苛刻的掌控。
而新一代光钟的精度是微波原子钟的上万倍，这样的精度，它能做的事情就远远不止计时和定位了。比如给地球做CT扫描：引力越强的地方，时间过得越慢。在距离地球表面的不同高度，其实时间流速也不相同。比如住在30楼的时间，会比住在3楼稍微快一点点，只是普通时钟精度不够，根本察觉不到。而精度达到极致的光钟，甚至能捕捉到仅仅几厘米高度差带来的时间变化。更科幻的是，这种技术可以用来给地球做CT，看不见的地下世界，可以被光钟——这根时间探针探测扫描。
虽然目前的光钟体积庞大、环境苛刻，还上不了天，但中国科学家正在让它变得更小、更稳、更可搬运。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，让定位精度从米级走向厘米级甚至更高。不仅如此，光钟还将有望构建全球统一的超高精度时间基准。到那一天，世界丈量时间的标尺上，将刻下中国的刻度。
近日，中国科学技术大学科研团队在光钟研制方面取得里程碑式进展。科学家将锶原子光晶格钟的稳定度和不确定度，双双突破10的负19次方量级，就是说这台“超级钟表”运行300亿年，误差不超过1秒。
目前，国际上都在全力布局更加稳定和精准的原子光钟，锶原子光晶格钟的突破意味着中国在全球时间基准上有了关键话语权，有望为全球时间基准加上了中国精度。“全”释硬科技，来看总台记者的报道。
从日升日落到单摆摆动，从机械钟到石英钟，人类几千年来，一直在寻找一种“绝对精准”、永不走偏”的时钟。直到发现了原子——这台真正意义上的宇宙终极时钟。科学家发现，用能量激发原子，它会释放出固定频率的电磁波。你可以将原子想象成一根琴弦——当我们“拨动”它，它能发出一个标准的"音高"，而且这个“音高”几乎永恒不变，这也意味着以原子作为时钟，千百万年甚至上亿年都不会有误差。
最早，科学家以铯原子作为“琴弦”，发现它1秒恰好振动大约91亿次，基于这个稳定的振动频率，科学家研发出了微波原子钟。全球时间就是以全球80个实验室、450台原子钟作为参考，共同为世界授时。我国陕西的国家授时中心和北京的中国计量科学研究院的高精度原子钟组，是全球时间基准里不可或缺的中国力量。
微波原子钟的精度，让人类第一次能够“以光为尺”，丈量世界。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，推算距离。百万分之一秒的偏差下，距离误差会达到300米左右。我们每天依赖的导航，能精确地定位目的地，靠的就是它对时间极致到苛刻的掌控。
而新一代光钟的精度是微波原子钟的上万倍，这样的精度，它能做的事情就远远不止计时和定位了。比如给地球做CT扫描：引力越强的地方，时间过得越慢。在距离地球表面的不同高度，其实时间流速也不相同。比如住在30楼的时间，会比住在3楼稍微快一点点，只是普通时钟精度不够，根本察觉不到。而精度达到极致的光钟，甚至能捕捉到仅仅几厘米高度差带来的时间变化。更科幻的是，这种技术可以用来给地球做CT，看不见的地下世界，可以被光钟——这根时间探针探测扫描。
虽然目前的光钟体积庞大、环境苛刻，还上不了天，但中国科学家正在让它变得更小、更稳、更可搬运。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，让定位精度从米级走向厘米级甚至更高。不仅如此，光钟还将有望构建全球统一的超高精度时间基准。到那一天，世界丈量时间的标尺上，将刻下中国的刻度。
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