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300 亿年误差不到 1 秒，我国光钟研制跻身国际顶尖梯队
20 小时前
中国科学技术大学潘建伟、戴汉宁、陈宇翱、彭承志等科研人员在光钟研制方面取得重大突破，成功将锶原子光晶格钟的稳定度和不确定度指标全面突破至10−19量级，相当于约300亿年误差不超过1秒，成为满足国际单位制秒重新定义要求的高精度光钟之一。这一成果标志着我国在时间精密测量领域的研究水平已跻身国际最前列，相关成果于3月5日发表在国际计量领域期刊《计量学》上。光钟作为当今最精密的时间频率标准，其核心在于利用原子内部能级跃迁产生的频率信号来定义时间，能提供极高的计时精度，直接支撑国际单位制中“秒”的重新定义，使全球时间标准迈入光学时代，精度较现有微波时间标准提升4个数量级。光钟还能为卫星导航、通信和精密测量等现代科技提供可靠的时间基准，同时为检验广义相对论、探测引力波和暗物质等物理学基础研究领域提供全新的平台。当光钟的稳定度与不确定度均突破10−19量级时，将开启一系列重要的前沿应用，如实现毫米级重力位与高度精密测量，支持灾害防控与资源勘探；提供暗物质探测的新方法，有望超越传统粒子实验平台。特别是这一精度水平已显著超过国际计量界对“秒”重新定义的门槛要求，稳定度与不确定度双10−19性能可直接为我国在未来“秒”的重新定义中贡献关键技术并实现主导。以往全球光钟的稳定度与不确定度综合性能主要停留在10−18量级，仅少数顶尖机构接近或触及该水平。中国科学技术大学研究团队针对制约光钟性能的关键瓶颈开展了长期系统性攻关，并于近期在稳定度和不确定度方面取得多项突破性进展，使光钟的综合系统不确定度达到9.2×10−19，为光钟在多领域的深度应用奠定了基础。
