我國自主研制的NIM5銫原子鐘1500萬年不差一秒

日前，由中國計(jì)量科學(xué)研究院(NIM)自主研制的“NIM5可搬運(yùn)激光冷卻—銫原子噴泉時(shí)間頻率基準(zhǔn)”通過了國家質(zhì)檢總局組織的專家鑒定。經(jīng)鑒定，NIM5銫原子噴泉鐘的頻率不確定度達(dá)到2×10-15，相當(dāng)于1500萬年不差一秒，并在國際上首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)噴泉鐘直接駕馭氫鐘產(chǎn)生地方原子時(shí)。

NIM5銫原子噴泉鐘是中國計(jì)量院自主研制的國家時(shí)間頻率基準(zhǔn)，采用國際最新一代銫鐘原理，獨(dú)立研制設(shè)計(jì)了噴泉鐘物理真空系統(tǒng)、激光光學(xué)系統(tǒng)和電子學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了多方面創(chuàng)新，可達(dá)到年運(yùn)行超過300天，連續(xù)30天準(zhǔn)連續(xù)運(yùn)行率大于99%，頻率不確定度達(dá)到2×10-15，把我國時(shí)間頻率基準(zhǔn)的準(zhǔn)確度提高到1500萬年不差一秒。

目前，NIM5已獲得了重要應(yīng)用。在國際上首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)噴泉鐘直接駕馭氫鐘，產(chǎn)生中國計(jì)量院（NIM）原子時(shí)，既可以參與國際時(shí)間合作，在非常時(shí)期又可以獨(dú)立運(yùn)行。噴泉鐘駕馭氫鐘產(chǎn)生NIM原子時(shí)，充分發(fā)揮了噴泉鐘準(zhǔn)確度高和氫鐘可靠性高、穩(wěn)定度好的優(yōu)點(diǎn)，科學(xué)先進(jìn)，資源利用合理。中國計(jì)量院研制的銫噴泉鐘也將為中國北斗衛(wèi)星的地面時(shí)間系統(tǒng)提供計(jì)量支持和服務(wù)。

NIM5激光冷卻－銫原子噴泉時(shí)間頻率基準(zhǔn)裝置的成功研制，標(biāo)志著我國時(shí)間頻率基準(zhǔn)的研究跨上了一個(gè)新的臺(tái)階，進(jìn)入國際先進(jìn)行列。

據(jù)介紹，時(shí)間單位秒(s)是國際計(jì)量單位制(SI)的7個(gè)基本物理量中準(zhǔn)確度最高、最重要的一個(gè)。1967年國際計(jì)量大會(huì)通過決議，將秒的定義從天文秒改為基于銫原子躍遷的原子秒。從此，實(shí)驗(yàn)室型銫原子鐘復(fù)現(xiàn)秒定義，成為時(shí)間頻率計(jì)量的基準(zhǔn)裝置。時(shí)間頻率在國民經(jīng)濟(jì)、大眾生活、國防建設(shè)和基礎(chǔ)科學(xué)研究中起著重要的作用，發(fā)達(dá)國家都非常重視研究開發(fā)相關(guān)技術(shù)，以求保持領(lǐng)先地位。因此，建設(shè)中國獨(dú)立自主的時(shí)間頻率基準(zhǔn)具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。