中国科大实现稳定度和不确定度均优于5E-18的锶原子光晶格钟
中国科年夜潘建伟、陈宇翱、戴汉宁等构成的研究团队，胜利研制了万秒波动度以及没有肯定度均优于5×10-18（至关于数十亿年的误差没有凌驾一秒）锶原子光晶格钟。凭据公然颁发的数据，该体系不只是以后海内综合指标最佳的光钟，也使患上我国成为继美国之后第二个到达上述综合指标的国度。该结果对将来完成远间隔光钟比对、成立超高精度的光频标基准以及寰球性光钟收集奠基了重要的技能根蒂根基。相干结果于1月12日颁发于国际计量范畴重要学术期刊《计量学》。今朝，最早进的光钟比国际上用于秒界说的微波喷泉钟的精度超出跨越了两个数目级以上。恰是基于量子紧密丈量技能的成长，第二十七届国际计量年夜会经由过程了“对于秒的将来从头界说”的决定，规划于2026年提出对于哄骗光钟从头界说国际单元制（SI）“秒”的详细线路，并将正在2030年做出终极决议。为了鞭策基于光钟的新一代秒界说，要求至多3个没有同试验室的光钟没有肯定度优于2×10-18，并经由过程光学链路或挪动光钟完成优于5×10-18的频次比对精度。图1 中国科年夜Sr 1以及Sr 2光钟的异步比对操作以及波动度机能研究团队最近几年来正在基于光晶格的超冷原子量子摹拟方面开展了行之有效的事情，已前后正在《天然
中国科年夜潘建伟、陈宇翱、戴汉宁等构成的研究团队，胜利研制了万秒波动度以及没有肯定度均优于5×10-18（至关于数十亿年的误差没有凌驾一秒）锶原子光晶格钟。凭据公然颁发的数据，该体系不只是以后海内综合指标最佳的光钟，也使患上我国成为继美国之后第二个到达上述综合指标的国度。该结果对将来完成远间隔光钟比对、成立超高精度的光频标基准以及寰球性光钟收集奠基了重要的技能根蒂根基。相干结果于1月12日颁发于国际计量范畴重要学术期刊《计量学》。
今朝，最早进的光钟比国际上用于秒界说的微波喷泉钟的精度超出跨越了两个数目级以上。恰是基于量子紧密丈量技能的成长，第二十七届国际计量年夜会经由过程了“对于秒的将来从头界说”的决定，规划于2026年提出对于哄骗光钟从头界说国际单元制（SI）“秒”的详细线路，并将正在2030年做出终极决议。为了鞭策基于光钟的新一代秒界说，要求至多3个没有同试验室的光钟没有肯定度优于2×10-18，并经由过程光学链路或挪动光钟完成优于5×10-18的频次比对精度。
图1 中国科年夜Sr 1以及Sr 2光钟的异步比对操作以及波动度机能
研究团队最近几年来正在基于光晶格的超冷原子量子摹拟方面开展了行之有效的事情，已前后正在《天然》以及《迷信》颁发了9篇论文，为成长高精度的光晶格钟奠基了须要的技能根蒂根基。正在该事情中，研究团队完成了锶原子（87Sr）的激光冷却，并将其束厄局促正在长命命的一维光晶格中，哄骗一束预先锁定到超稳腔的超稳激光来探访锶原子钟态跃迁，并完成了光钟闭环运转。经由过程两套自力的锶原子光晶格钟（Sr 1以及Sr 2）举行了频次比对丈量，获得单套光钟的波动度正在10000秒积分时间被到达了4×10-18，正在47000秒到达了2.1×10-18，全体到达了5.4×10-16/sqrt(τ)，τ是积分丈量的时间。正在此根蒂根基上，研究团队还对Sr 1光钟的体系频移要素开展了逐项评定，终极获得其体系没有肯定度为4.4×10-18至关于72亿年仅毛病1秒。上述机能指标标明该光钟体系已局部餍足“秒”从头界说的要求。
该研究事情晋升了我国原子光频标的机能指标，联合潘建伟、张强、姜海峰、彭承志等后期完成的万秒波动度优于4×10-19的百千米自由空间高精度时间频次通报 [Nature 610, 661 (2022)]，为下一步成立远间隔光钟比对（如 Sr/Yb, Sr/Ca+）奠基了松软根蒂根基，对将来构建新一代寰球时间基准以致供给引力波探测、暗物资搜刮的新要领等具备重要价值。
该研究事情获得了科技部、安徽省、上海市、天然迷信基金委、中国迷信院以及新基石迷信基金会等的赞助。
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