中國天宮二號空間實驗室2016年成功發(fā)射入軌后已開展一系列科學任務。中國科研人員24日報告說，空間實驗室搭載的高性能冷原子鐘實現(xiàn)了超高精度，將目前人類在太空的時間計量精度提高1至2個數(shù)量級，有助推動導航和空間基礎物理前沿研究的發(fā)展。

由中國科學院牽頭負責的載人航天工程空間應用系統(tǒng)，在天宮二號上開展了14項體現(xiàn)國際科學前沿和高技術發(fā)展方向的空間科學與應用任務，其中包括國際上首臺在軌運行并開展科學實驗的空間冷原子鐘。

據(jù)中科院團隊在英國《自然·通訊》雜志上發(fā)表的論文，在近兩年時間里，冷原子鐘完成了全部既定在軌測試任務，團隊成功驗證了在空間環(huán)境下高性能冷原子鐘的運行機制與特性，同時實現(xiàn)了天穩(wěn)定度7.2乘以10的負16次方的超高精度。

論文通訊作者、中科院上海光學精密機械研究所研究員劉亮對新華社記者說：“目前在天上應用的原子鐘都是熱原子鐘，其最高天穩(wěn)定度在10的負15次方量級，我們是用冷原子鐘，因此可以獲得更高精度。”

冷原子鐘把原子某兩個能級之間的躍遷信號作為參考頻率輸出信號，同時利用激光使原子溫度降至接近絕對零度(約等于零下273.15攝氏度)，使原子能級躍遷頻率受到更小的外界干擾，從而實現(xiàn)更高精度。

研究團隊表示，這種能在空間環(huán)境下可靠運行的高精度原子鐘應用于導航定位系統(tǒng)將會提升系統(tǒng)自主運行能力、提高導航定位精度;在基礎物理研究方面，對推進基本物理常數(shù)測量、廣義相對論驗證等的發(fā)展具有重要意義。

劉亮說：“我們將把這類冷原子鐘小型化，從而可應用于衛(wèi)星，不久的將來這類原子鐘將應用于北斗導航系統(tǒng)，未來北斗導航衛(wèi)星上的原子鐘性能有望比目前提高一個數(shù)量級。”

關鍵詞： 冷原子鐘 計時精度 中國