湖北日報訊（記者文俊、通訊員楊婷婷）6月20日，記者從中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院獲悉，由該院高克林研究團(tuán)隊自主完成的鈣離子光頻標(biāo)躍遷頻率進(jìn)入國際次級秒定義。這是我國首次推動一種新的原子躍遷頻率成為國際次級秒定義，是在國際時間標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域取得的重大突破。
科研人員介紹，1955年，世界第一臺銫原子鐘誕生。人們意識到通過準(zhǔn)確的研究和控制外界環(huán)境影響，基于微觀量子躍遷的時間頻率標(biāo)準(zhǔn)不易受到外界的干擾，是秒定義的穩(wěn)定參考源。1967年，國際計量大會將1秒定義為銫133原子基態(tài)兩個超精細(xì)能級之間躍遷對應(yīng)輻射的91億9263萬1770個周期所持續(xù)的時間。
近年來，隨著光頻標(biāo)的快速發(fā)展，其精度已遠(yuǎn)超越銫原子鐘的精度，采用光頻標(biāo)測量的原子躍遷頻率作為新的國際秒定義成為趨勢。
高克林研究團(tuán)隊從2000年開始開展鈣離子光頻標(biāo)的研究工作，長期致力于發(fā)展高精度光頻標(biāo)，開展高精度光頻測量。研究團(tuán)隊2005年實(shí)現(xiàn)了單個鈣離子的囚禁和冷卻，2011年實(shí)現(xiàn)了中國首臺光頻標(biāo)?；贓-16精度光頻標(biāo)系統(tǒng)開展了鈣離子鐘躍遷光頻絕對頻率的精密測量，同中國計量院合作，在沒有本地基準(zhǔn)鐘的條件下，克服重重困難，完成的絕對頻率的精密測量值多次被國際計量局時間頻率咨詢委員會采納，中國的測量結(jié)果的權(quán)重不斷增加，精度也不斷提高。
2020年，研究團(tuán)隊成功研制了千公里級可搬運(yùn)鈣離子光鐘，精度達(dá)E-17量級。精密測量院同中國計量院合作，基于這一可搬運(yùn)鈣離子光鐘，首次在國際上將鈣離子鐘躍遷絕對頻率的測量不確定度推進(jìn)至E-16量級。2021年，國際計量局時間頻率咨詢委員會第四次采納了該團(tuán)隊的測量結(jié)果，并推薦鈣離子光頻標(biāo)躍遷頻率為新增的次級秒定義，這是中國第一次推動一種新的原子躍遷頻率成為國際次級秒定義。
業(yè)內(nèi)專家表示，這一研究成果不僅提升了我國在原子頻標(biāo)領(lǐng)域的國際影響力，也為我國在未來爭取世界時間標(biāo)準(zhǔn)定義的話語權(quán)打下了堅實(shí)基礎(chǔ)。
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