振奋!中国科大传来喜讯,关键技术取得重大进展!

探索科技在线 2026-03-10 15:58:47

中国光钟精度破纪录,老外还在用微波钟,我们已悄悄改写时间规则

2026年3月5日,中科大潘建伟团队在《计量学》杂志发表了一篇论文,他们研发的锶原子光晶格钟在稳定度和不确定度上都达到9.2×10⁻¹⁹的水平,这意味着这个钟运行300亿年误差也不到1秒,国际对“秒”的新定义标准是2×10⁻¹⁸,他们的成果比这一门槛高了近五倍,并且成为全球首个同时满足指标又完全自主研制的系统。

光钟和普通钟表不一样,它不是用石英或者原子微波振荡来计时,而是用原子光学跃迁的频率作为“滴答”声,这个频率要高得多,所以精度可以提升一万倍,稳定度好说明每次测量的结果都差不多,这对北斗导航和深空通信特别重要,不确定度低代表它更接近自然真实值,可以用来检验物理定律有没有问题,研究人员依靠的是整个系统的优化,比如降低激光噪声、把锶原子冷却到接近绝对零度、屏蔽地磁干扰这些手段,不是简单更换零件就能做到的。

以前高精度光钟基本都被美国国家标准技术研究院、德国联邦物理技术研究院和日本国家计量院包办,中国在过去十年里一直处于追赶状态,这次实现了首次单点突破,而且核心部件如超稳激光器、真空腔和控制软件都是自主研发的,没有依赖国外现成技术,欧美几个主流光钟目前大多停留在10⁻¹⁸水平,在公开数据中,还没有哪个能同时达到双10⁻¹⁹标准。

这种技术看着离得远,其实很快就要进入日常生活了,比如放在青藏高原上,不用埋设传感器,只靠时间变化就能算出冰川减少了多少水、地面沉降了几毫米,还有人研究用它寻找暗物质,不用建造巨型对撞机,只需要观察时间流动有没有微小波动,北斗系统如果装上星载光学时钟,定位精度能从厘米级提高到毫米级,美国计划在2030年前推出“光学秒”标准,现在中国手里有实际数据,投票时自然更有分量。

背后的技术链条也很扎实,μK级制冷、10⁻¹¹Pa超高真空、飞秒光梳和量子态操控这些成果,都是国家专项多年积累打下的基础,研究团队已经在开发可移动光钟的原型机,计划2027年前带到高原和海上去测试,其实比起芯片被卡脖子的问题,这类底层标准的事情更值得大家多留意,你手机上的导航准不准,可能就看实验室里某台钟怎么“滴答”走时。

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