原標(biāo)題:3000萬(wàn)年誤差1秒,!——揭秘天宮二號(hào)上的“定時(shí)神針”空間冷原子鐘
新華社上海9月17日電(記者王琳琳)成功發(fā)射的天宮二號(hào)搭載了多種高精尖科學(xué)裝備。其中,由中科院上海光機(jī)所研制的“定時(shí)神針”——空間冷原子鐘,,有望實(shí)現(xiàn)約3000萬(wàn)年誤差1秒的超高精度,,這將是國(guó)際上首臺(tái)在軌運(yùn)行并開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)的空間冷原子鐘,,也是目前在空間運(yùn)行的最高精度原子鐘,。
人類社會(huì)發(fā)展離不開(kāi)對(duì)時(shí)間的精確測(cè)量。之前,,在太空中運(yùn)行的原子鐘都是熱原子鐘,,精度最高對(duì)應(yīng)300萬(wàn)年誤差1秒。此次,,由天宮二號(hào)搭載的空間冷原子鐘將激光冷卻技術(shù)送入太空,,在空間微重力環(huán)境下,進(jìn)一步使時(shí)間精度提升10倍,,意味著這臺(tái)鐘運(yùn)行3000萬(wàn)年才會(huì)有1秒的誤差,!
如此精準(zhǔn)的鐘到底有什么作用呢?上海光機(jī)所中科院量子光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任劉亮介紹,,在太空中,,空間冷原子鐘可以建立超高精度時(shí)間頻率基準(zhǔn)。有了這個(gè)基準(zhǔn),,就可以把天上其他原子鐘同步起來(lái),,讓全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有更加精確和穩(wěn)定的運(yùn)行能力。
此外,,冷原子技術(shù)的發(fā)展還將大幅提高許多實(shí)驗(yàn)的精度,讓原來(lái)不可能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)成為可能,。例如,,開(kāi)展深空導(dǎo)航定位。劉亮說(shuō),如果我們?cè)谔?yáng)系中不受引力影響的拉格朗日點(diǎn)各放置一臺(tái)冷原子鐘,,人類就可以超越近地范圍,、在太陽(yáng)系這個(gè)更大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位,開(kāi)展大尺度時(shí)空研究,,包括廣義相對(duì)論在大尺度情況下是否成立等,。
又如,空間冷原子干涉儀可以取代空間激光干涉儀,,實(shí)現(xiàn)在軌引力波探測(cè),。劉亮介紹,探測(cè)引力波有多種手段,,采用激光干涉儀探測(cè),,需要三顆衛(wèi)星,空間冷原子干涉儀只需要兩顆衛(wèi)星,,技術(shù)難度和成本都有所降低,。
同時(shí),空間冷原子鐘還能測(cè)量引力紅移,。根據(jù)廣義相對(duì)論,,時(shí)間沒(méi)有統(tǒng)一的概念,在火星,、月球等不同的引力場(chǎng)里,,時(shí)間都是不一樣的?!叭绻焐嫌袀€(gè)原子鐘,,地面也有個(gè)原子鐘,那么一比較,,就知道時(shí)間相差多少,,然后利用這個(gè)時(shí)間差就可以測(cè)量引力紅移?!眲⒘琳f(shuō),。在不遠(yuǎn)的將來(lái),空間冷原子鐘的發(fā)展或許能讓科幻世界的諸多猜想得到明確的解答,。(完)