作者:李芸 杨婷婷 来源:中国科学报 发布时间:2022/6/21 17:42:19
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我国钙离子光频标测量结果进入国际次级秒定义

 

近日,记者从中国科学院精密测量科学与技术创新研究院(以下简称精密测量院)获悉,国际计量局网站于日前更新了国际秒定义候选跃迁频率的推荐值,精密测量院高克林研究团队研发的钙离子光频标所测得的跃迁频率首次入选。

秒是时间的基本单位。1967年,国际计量大会通过了基于铯原子跃迁的新的秒定义,但随着光频标的快速发展,其精度已远超越铯原子钟的精度,采用光频标测量的原子跃迁频率作为新的国际秒定义成为趋势。

2020年之前,被国际计量局列入次级秒定义的光频标参考跃迁共有8条,分别为锶原子、镱原子、汞原子、铝离子、汞离子、镱离子(电四极和电八极)和锶离子光频标的跃迁频率。

高克林研究团队从2000年开始开展钙离子光频标的研究工作。据研究员高克林介绍,与其它光频标体系相比,钙离子的能级结构相对简单,实验所需用到的激光均可由固体激光器产生,但对环境温度和磁场非常敏感,实现高精度极具挑战。

研究团队2005年实现单个钙离子的囚禁和冷却,2011年实现中国首台光频标,2015年实现精度达E-17量级的钙离子光频标,2020年成功研制可搬运钙离子光钟。2022年研究团队首次实现液氮低温钙离子光频标,精度达3E-18,相当于105亿年偏差不到一秒。

研究团队基于可搬运光钟在北京实现本地基准钟的溯源测量,将钙离子光频测量精度推进到E-16量级。绝对频率测量值第四次被国际计量局时间频率咨询委员会(CCTF)采纳,CCTF将钙离子光频标所测得的跃迁频率新增为国际次级秒定义。

这是中国第一次推动一种新的原子跃迁频率成为国际次级秒定义。该工作提升了我国在原子频标领域的国际影响力,也为我国在未来世界时间标准定义中做出中国贡献打下了坚实的基础。

 
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