中國科學(xué)院25日發(fā)布消息說,，由該院牽頭負責的中國載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)在天宮二號上開展了十四項體現(xiàn)國際科學(xué)前沿和高技術(shù)發(fā)展方向的空間科學(xué)與應(yīng)用任務(wù),，其中,，世界首臺太空運行的冷原子鐘在軌近兩年時間里,，運行正常、狀態(tài)良好、性能穩(wěn)定，完成了全部既定在軌測試任務(wù),，成功驗證了在空間環(huán)境下高性能冷原子鐘的運行機制與特性，同時實現(xiàn)了天穩(wěn)7.2×10-16的超高精度,，將目前人類在太空的時間計量精度提高1-2個數(shù)量級,，是基于冷原子的空間量子傳感器領(lǐng)域發(fā)展的一個重要里程碑，為空間超高精度時間頻率基準的重大需求以及未來空間基礎(chǔ)物理前沿研究奠定了堅實的科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ),。

天宮二號冷原子鐘這一重要科研成果已于24日作為亮點文章(Highlighting)在線發(fā)表在國際重要學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》(Nature Communications)上,。

冷原子鐘是把原子某兩個能級之間的躍遷信號作為參考頻率輸出信號的高精度時鐘，同時利用激光使原子溫度降至絕對零度附近,，使原子能級躍遷頻率受到更小的外界干擾,，從而實現(xiàn)更高精度。在微重力環(huán)境下運行高精度原子鐘則具有更重要意義,，不僅可以對基本物理原理開展驗證實驗,，也可發(fā)展更高精度的導(dǎo)航定位系統(tǒng),。

但在存在地球輻射帶干擾以及復(fù)雜的空間環(huán)境下,，穩(wěn)定運行一臺精密的空間冷原子鐘具有極大挑戰(zhàn)。在載人航天工程總體領(lǐng)導(dǎo)下,，在中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心統(tǒng)一組織下,，天宮二號空間冷原子鐘載荷分系統(tǒng)—中國科學(xué)院上海光機所在量子頻標以及冷原子物理等研究積累的基礎(chǔ)上，經(jīng)過十余年的攻關(guān)，突破了微重力環(huán)境下運行的冷原子鐘物理系統(tǒng),、長期自主運行的冷原子制備與操控激光光學(xué)系統(tǒng),、銣原子鐘超低噪聲微波頻率源等一系列關(guān)鍵技術(shù)。在空間微重力環(huán)境下利用激光把銣原子溫度降低到接近絕對零度,，利用激光和高精度微波場對制備的冷原子進行操縱和探測,，提取出銣原子高穩(wěn)定的能級躍遷頻率作為高精度原子鐘信號，在國際上首次實現(xiàn)冷原子鐘的在軌穩(wěn)定運行,。