空間冷原子鐘為「群星」校時

"戴著兩塊手錶的人，並不能知道準確的時間"。要知道準確的時間,這兩塊手錶必須同步到一個時間基準。太空中衛星上的星載原子鐘通常由地面的基準鍾校準，但大氣和電離層的影響使得同步精度受到限制，這對衛星導航系統的精確和穩定都很不利。

那麼，人們是否有辦法更准地校準這些星星戴的"表"呢？

在此次發射升空的天宮二號空間實驗室上，還真就有這麼一台"空間冷原子鐘"。它是目前在空間運行的最高精度的原子鐘。有了它，就能對其它衛星上的星載原子鐘進行無干擾的時間信號傳遞和校準。

這台由中科院上海光機所研製的"空間冷原子鐘"可不簡單。

"空間冷原子鐘"到底有多准呢？據悉，它有望實現10－16量級的超高精度（約3000萬年誤差1秒），將目前人類在太空中的時間計量精度提高1~2個數量級。

要理解這個數據，我們得從鐘錶的發展歷程說起。早期的機械鐘錶，最高精度能達到10－8量級，誤差為1秒/年。這對人們的日常生活而言，基本上夠用了。但是，隨著人類活動的擴展和科學技術的進步，總有一些領域需要更加精準的計時方式。

於是，晶體鍾、原子鐘等紛紛出現。技術的革新甚至重塑了人類的"時間觀"。1967年的第13屆國際計量大會上，人們對"秒"進行了重新定義："1秒為銫原子基態的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的9,192,631,770個周期所持續的時間"。

原子鐘已經相當準了，早在20世紀末，其精度就達到了10－14量級。但是，在原子經激光冷卻後製成的冷原子鐘，還能更准。

我們現在所說的"空間冷原子鐘"，就是把激光冷卻原子技術和空間微重力環境結合起來的產物。事實上，這種結合幾乎是必然的，因為在未來的空間科學實驗和工程應用中，對超高精度時間基準的需求會越來越顯著。

這樣一台超精準的時鐘，對普通人而言可能只是"屠龍之技"，但在空間科學的領域，卻恰恰能大顯身手。隨著天宮二號的升空，它將開展一系列首次在太空中進行的前沿科學實驗，包括：激光連續穩頻輸出、激光冷卻原子、冷原子慢速拋射、冷原子與微波相互作用、冷原子鐘閉環運行等。

除此之外，"空間冷原子鐘"實驗項目的成功，還將為空間超冷原子物理、空間冷原子干涉儀、空間冷原子陀螺儀等應用奠定技術基礎，並且在深空探測、引力紅移、引力波探測、基本物理常數測量等一系列重大技術和基礎科學發展方面做出重要貢獻。空間冷原子鐘實驗分系統首席科學家，中科院院士王育竹告訴《中國科學報》記者，空間冷原子鐘實驗是中國原子鐘研究發展中的重要一步，我們國家擁有一支非常優秀的冷原子鐘、冷原子物理研究隊伍，相信在不久的將來，我們會看到更多、突破極限的創新成果不斷誕生。

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