“秒”要被重新定義了,潘建偉團隊這項“國際首次”研究功不可沒

家人們,你以爲的那個“一秒鐘”,可能不再是你以爲的你以爲了。

之所以這麼說,是因爲中國科學技術大學潘建偉團隊完成了一項“國際首次”的研究:

並且這項研究已經在Nature上發表。

根據實驗結果來看,研究有效驗證了星地鏈路高精度光頻標比對的可行性,向建立廣域光頻標網絡邁出重要一步。

對此,中國科學技術大學張強教授表示:

爲什麼“秒”要被重新定義了?

咱們現在經常提到的時間概念“秒”,是自1976年以來,一直由銫-33原子鐘來定義的。

原子鐘最初是英國物理學家Louis Esseb創造,它的工作原理是計算原子中的電子自旋的翻轉頻率。

而在1976年這一年,科學家們通過銫-133原子在微波頻率下的跳動,重新定義了這個時間基本單位:

雖然說這種方式已經夠精確了,但科學家們似乎卻不滿足於此。

截至目前,自然領域中對時間的測量精度已經步入10-19的量級。

這種量級通俗點來講,就是百億年期間誤差不會超過1秒。

而且時間是目前七大基本物理量中測量最精確的那一個。

但單有最精確的計時還是不夠的,因爲它還需要“配套”一個與之精度相匹配的時間傳遞技術。

二者的重要性可以說是劃等號的。

但地面附近自由空間的環境複雜,大氣中的各種擾動、湍流、鏈路損耗、環境變化等因素,給自由空間長距離時頻傳遞帶來了極大困難。

此前,自由空間中的光頻傳輸技術只能實現10公里量級的傳輸。

而潘建偉團隊要攻克的正是這一難題:

最終,潘建偉團隊在相隔113公里的新疆南山天文臺和高崖子天文臺之間,實現了萬秒10-19量級穩定度的時頻傳遞。

據張強介紹:

據瞭解,該實驗在如此自由空間時頻傳遞過程中:

而國際計量組織計劃2026年討論“秒”定義的變更,也正因這項研究成果的實現,張強認爲:

與日常生活相關

那麼接下來的一個問題便是,這項研究成果會帶來哪些影響?

引用Nature審稿人的評價就是:

但除此之外,其實這項研究也與人們的日常生活息息相關。

例如衛星的導航精度與計時精度緊密相關,若是希望定位更加準確(毫米以下),就需要更好的計時精度。

在大地測量、地質勘探、雷達探測等涉及社會民生的領域,精確的時間也都將發揮重要的作用。

那麼對於未來新“秒”的定義,你期待了嗎?

[1]https://www.nature.com/articles/s41586-022-05228-5

[2]https://weibo.com/2032139271/Mb1zivEhA?type=comment

[3]https://mp.weixin.qq.com/s/MCbQ6UJFNflzF0VmrtPw4Q

[4]https://tv.cctv.com/2022/10/06/VIDEYEjxB0UTcY85WichtWvz221006.shtml?spm=C45404.PCHhhgX3efBE.Ev0XVtu8CoWN.224

[5]https://ishare.ifeng.com/c/s/v002EZ3vLgfck1LPf29qCKM51b4D1bqKqLDSTFiDq8nGUgw__