冷原子钟技术明年有望在北斗上应用

2019-08-19 09:45:16 来源:观察者网
中科院上海光学精密机械研究所研究员、空间冷原子钟分系统主任设计师刘亮接受央广专访时称,在天宫二号上搭载的“冷原子钟”在天上运行近三年,达到实验目的,传回大量数据,冷原子钟是用激光把原子冷却到接近绝对零度,相比热原子钟准确性大大提高。明年有望把这一技术应用在北斗上面,把我们的导航系统性能进一步提高。接下来,在载人空间站上,将发射一套空间冷原子物理装置,将比现有的冷原子钟还要冷,达到10的负12次方K的温度。

科技日报此前曾介绍,冷原子钟是利用激光使原子温度降至绝对零度附近,使原子能级跃迁频率更少受到外界干扰,从而实现更高精度。在微重力环境下运行高精度原子钟具有更重要的意义,既可对基本物理原理开展验证实验,也可发展更高精度的导航定位系统。
 

空间冷原子钟外形 图源:中国科学院
 

2016年9月25日,天宫二号空间实验室成功发射并顺利进入运行轨道。中科院牵头负责的载人航天工程空间应用系统在天宫二号上开展了14项空间科学与应用任务,其中包括世界首台太空运行的冷原子钟。
 

在轨22个月,冷原子钟运行正常、状态良好、性能稳定,完成了全部既定在轨测试任务,成功验证了在空间环境下高性能冷原子钟的运行机制与特性,同时实现了天稳定度7.2×10-16的超高精度。
 

空间冷原子钟功能结构与工作原理图 图源:中国科学院
 

据了解,这种能在空间环境下可靠运行的高精度原子钟应用于导航定位系统将会提高导航定位精度,相关技术还将应用于空间量子传感器等多个领域。
 

德国杜塞尔多夫大学原子物理学家斯蒂芬·席勒等国际同行高度评价了这一成果,指出“随着实验的成功,中国在天基冷原子传感器的研究走在了世界的最前沿”。


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