激光时钟亿不差秒.doc

激光(jīguāng)时钟：20亿年“不差秒〞
　　日前，据媒体报道，科学家研制出新一代激光时钟可在20亿年里几乎不会发生1秒的误差。光钟未来可遍及应用于卫星导航，其在追踪地面挪动目标时精度可以保持在1米以内，从而使得汽车或飞机的自动驾驶比微波频率超出跨越4—5个数量级，是以，在其他成分一样的情况下，光学频率标准的精度和不变度要比微波频率标准好良多。所以，科学家一贯期盼用光波跃迁频率成立时辰0频率标准，即“光钟〞。
“精度〞解读
工作频率比原子钟高4到5个数量级
2021年，飞秒激光频率梳创始性的开展为光钟供应了一个很是好的“光学齿轮〞，它可以准确地将光频的精度传递到微波波段，从而实现记实和显示，这为光钟的成立迈出了首要一步。
2021年，科学家初度把持原子和飞秒激光频率梳完成了第一个“光钟〞试验。短短几年间，光钟的精度实现了几何级的前进。据报道，日前科学家研制出的新型光钟，20亿年里误差可节制在一秒。在此之前，世界上最前进前辈的光钟由美国国家标准与手艺研究所研制，它经由过程测量汞离子中电子的振动频率，可以保持17亿年准确运行而分秒不差，比当光钟假设何做到这般准确？这要从光钟的底子构成说起。毕志毅告诉记者，同所有的钟一样，光钟也有两个底子构成部分：振荡器和计数器。原子钟的振动频率取决于所对应的原子能级的特征，原子钟的不变性和精度与原子能级跃迁谱线宽度△ν和跃迁频率ν有关〔即△ν1ν〕，是以在一样谱线宽度△ν的前提下，因为光学频率比微波频率超出跨越4—5个数量级，是以原子光钟的精度将大年夜大年夜前进，较着优于原子微波钟。
“一秒〞意义(yìyì)
飞机汽车有望实现无人驾驶
无论是20亿年里不差一秒，仍是8000万年不差一秒，对于通俗苍生的糊口而言，似乎差别并不是很大年夜，科学家的极力似乎有些徒劳。
其实否那么。毕志毅介绍说，科学家普及认为，光钟将对卫星导航、空间科学、通信及计较机搜集同步传输等对于时辰精度要求比较高的范围发生重大年夜影响。
以全球卫星定位系统〔GPS〕为例，其全球卫星定位系管辖受由卫星发出的微波旗帜暗号，主假如经由过程测量旗帜暗号开始抵达的时辰，假设全球卫星定位系统装上“光钟〞，可将地面的某一物体锁定在更小的规模内。这样一来，它将在自动驾驶、准确导航等方面阐扬首要的传染感动。
至于装上这种光钟，飞机汽车是否就可以实现无人驾驶？方占军告诉记者，这只是实现飞机或汽车无人驾驶的需要前提，飞机或汽车能否实现无人驾驶还受其他多种成分的影响。
可帮助检验物理学底子(dǐ zi)理论
除了上述应用外，科学家暗示，光钟的更大年夜意义那么表达在对科学探讨的奉献。
据理解，时辰／频率标准的研究在科学探讨中有着举足轻重的地位。从20世纪40年代以来，有近十次诺贝尔奖公布给了那些对时辰／频率标准研究作出首要奉献的科学家。2021年，霍尔(JohnL·Hall)和亨施(TheodorW·Hansch)因在邃密激光光谱研究和光学频率梳手艺方面的首要奉献而获得了2021年的诺贝尔物理奖，恰是他们的工作为实现光钟奠定了根底。
毕志毅说，有了光钟这种高精度的时辰／频率标准，将会进一步改进SI国际单位制系统；科学家可以在更高的精度上测量物理常数、探讨物理常数是否随时辰而改变以及验证底子物理理论。
美国标准与美国国家标准与手艺研究所物理学家蒂