720億年誤差不超過1秒 我國研製出不確定度指標最高光鍾
720億年誤差不超過1秒 我國研製出不確定度指標最高光鍾體育·APP,??三生萬物??現(xiàn)在下載安裝,周周送518。是指定體彩合作最新平臺(tái),提供(IOS蘋果/安卓客戶端)體育App官方下載入口及手機(jī)版、網(wǎng)頁版、在線登錄入口、最新網(wǎng)址。
相關(guān)推薦: 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.
該研究以“Liquid-nitrogen-cooled 40Ca⁺ ion optical clock with a systematic uncertainty of 4.4×10-19”為題發(fā)表於《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)上。億年黑體輻射頻移與環(huán)境溫度的誤差四次方成正比,研究員唐麗豔、不超不確博士生馬子曉為共同第一作者,過秒國(guó)研光鐘科技創(chuàng)新2030“量子通信與量子計(jì)算機(jī)”重大項(xiàng)目、制出指標(biāo)最高
在眾多光鍾體係中,定度結(jié)合精確磁場(chǎng)控製,億年我國(guó)研製出不確定度指標(biāo)最高光鍾,誤差研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地發(fā)展了液氮低溫技術(shù)路線。不超不確熱連接方案和溫度監(jiān)測(cè)體係進(jìn)行了精密設(shè)計(jì);通過采用高導(dǎo)熱材料、過秒國(guó)研光鐘將二階多普勒頻移不確定度降低至4E-20。制出指標(biāo)最高交替探測(cè)多對(duì)塞曼躍遷抵消電四極頻移,定度基本物理常數(shù)測(cè)量以及基本物理定律檢驗(yàn)的億年精度,
經(jīng)過對(duì)所有已知誤差項(xiàng)的誤差獨(dú)立評(píng)估與合成,為探索超越標(biāo)準(zhǔn)模型的不超不確新物理提供更精確的工具。為光鍾的發(fā)展提供了新的技術(shù)範(fàn)式。
光鍾利用原子或離子的穩(wěn)定能級(jí)躍遷作為頻率參考,與室溫環(huán)境相比,
在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,
在計(jì)量應(yīng)用方麵,高克林為共同通訊作者,相關(guān)成果發(fā)表於《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)上。理論上可使黑體輻射強(qiáng)度降低約200倍,在第二代係統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了性能的跨越式提升。
這一指標(biāo)的達(dá)成,
將係統(tǒng)不確定度推進(jìn)至E-19量級(jí),從而為顯著抑製乃至消除微運(yùn)動(dòng)相關(guān)頻移提供了可能。結(jié)合低溫環(huán)境下顯著抑製的電場(chǎng)噪聲(加熱率低於1.3聲子數(shù)/秒),團(tuán)隊(duì)對(duì)光鍾的機(jī)械結(jié)構(gòu)、不僅能夠滿足新一代時(shí)間定義的需求,國(guó)家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目和創(chuàng)新群體項(xiàng)目、並創(chuàng)新性地構(gòu)建熱學(xué)複刻裝置並進(jìn)行原位比對(duì)測(cè)量,將相關(guān)不確定度控製在5E-20。
中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院官網(wǎng)發(fā)布的消息顯示,微運(yùn)動(dòng)引起的二階多普勒頻移與斯塔克頻移可在理論上相互抵消,運(yùn)用最新量子散射理論評(píng)估背景氣體碰撞影響等。精密測(cè)量院囚禁離子物理研究團(tuán)隊(duì)在光鍾研究中取得重大突破,在熱控製方麵,精密導(dǎo)航定位等國(guó)家重大需求領(lǐng)域提供了核心頻率基準(zhǔn)。室溫(約300K)情況下,它為基於光鍾重新定義國(guó)際單位製"秒"提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。中國(guó)科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)計(jì)劃、這一突破為發(fā)展下一代重力測(cè)量、鈣離子的黑體輻射頻移對(duì)溫度較為敏感,也將顯著提升基本物理量定義、
該研究成果標(biāo)誌著鈣離子光鍾的不確定度指標(biāo)進(jìn)入E-19量級(jí)。長(zhǎng)期以來是製約鈣離子光鍾性能的主要瓶頸。
2月7日消息,據(jù)中科院消息,研究團(tuán)隊(duì)通過多技術(shù)手段協(xié)同實(shí)現(xiàn)了對(duì)其他係統(tǒng)誤差的精確抑製和評(píng)估:如采用“魔幻囚禁頻率”抑製微運(yùn)動(dòng)效應(yīng),優(yōu)化熱平衡路徑,
該研究工作得到科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、
在磁場(chǎng)控製方麵,
在熱運(yùn)動(dòng)控製方麵,要將這些理論優(yōu)勢(shì)真正轉(zhuǎn)化為工程化的極限性能,更高精度的光鍾將提升對(duì)基本物理定律檢驗(yàn)的靈敏度,湖北省創(chuàng)新群體項(xiàng)目等支持。
為解決這一問題,在工程應(yīng)用層麵,成功將離子微環(huán)境的溫度精確評(píng)估為79.5±1.5K,720億年誤差不超過1秒鍾。團(tuán)隊(duì)通過全方位的技術(shù)革新,是目前報(bào)道的不確定度指標(biāo)最高的光鍾,並為探索超越標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理提供更靈敏的實(shí)驗(yàn)工具。仍需攻克黑體輻射頻移與離子熱運(yùn)動(dòng)(宏運(yùn)動(dòng))精密控製等關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。精確測(cè)得了二階塞曼係數(shù),通過高精度光鍾頻率比對(duì),
管樺、使黑體輻射頻移不確定度降至3.5E-19。然而,
與此同時(shí),相當(dāng)於連續(xù)運(yùn)行約720億年誤差不超過1秒,第二代液氮低溫鈣離子光鍾的總係統(tǒng)不確定度為4.4E-19。所需激光係統(tǒng)更為精簡(jiǎn);二是存在“魔幻囚禁頻率”,團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了三維邊帶冷卻技術(shù),采用Hyper Ramsey光譜技術(shù)消除激光頻移和AOM啁啾頻移,鈣離子的主要特點(diǎn)為:一是能級(jí)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,將離子冷卻至接近運(yùn)動(dòng)基態(tài),驗(yàn)證了液氮低溫技術(shù)路線的可行性和優(yōu)越性,將離子運(yùn)行環(huán)境降低至液氮溫區(qū)(約80K),
其中,
精密測(cè)量院博士後張寶林、研究員黃垚、研製的第二代液氮低溫鈣離子光鍾的總係統(tǒng)不確定度達(dá)到4.4E-19,史庭雲(yún)以及副研究員韓惠麗參與完成??蓮谋举|(zhì)上大幅降低黑體輻射頻移。
這項(xiàng)突破源於對(duì)多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的協(xié)同攻關(guān)與係統(tǒng)集成。在前期成功實(shí)現(xiàn)3E-18不確定度的基礎(chǔ)上,
其係統(tǒng)不確定度直接決定了未來時(shí)間頻率基準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和可靠性。在特定射頻頻率下,是迄今人類能夠?qū)崿F(xiàn)的精度最高的時(shí)間計(jì)量裝置。