世界實時：三臺原子鐘將隨夢天實驗艙升空 建立一套異常精確的天基計時系統

他最近在山西太原舉行的第二屆中國空間科學大會上說，這些設備被裝在一對冰箱大小的艙內，正在等待10月從中國文昌航天發射場升空。

(資料圖)

顧逸東說，它們將對超高精度定位、國防、深空探測和基礎物理研究產生深遠影響。

原子鐘是世界上已知最精確的計時儀器，它利用激光測量原子的振動——原子中的電子在能量態之間來回躍遷，就像同步擺動的微小鐘擺一樣。

據報道，這種時鐘是導航衛星最重要的組成部分，每一顆衛星都包含多個原子設備，為定位信號提供非常精確的時間數據。

最好的實驗室原子鐘是如此精確，如果它們從宇宙誕生之日起就一直運轉，到今天誤差只會約半秒。

然而，在把這些時鐘送入太空前縮小它們的體積是一項艱巨的任務。天基原子鐘需要超小的尺寸和強勁的性能，其設計和技術要比實驗室里的原子鐘更尖端。

2016年成功發射的天宮二號空間實驗室搭載了世界上首臺在軌運行的冷原子鐘，這臺時鐘利用激光束來捕獲、冷卻和探測銣原子。

由中國科學院上海光學精密機械研究所物理學家劉亮及其同事研制的這臺時鐘被裝在一個盒子內，連續在軌運行了34個月。

顧逸東說，中國空間站上的新時鐘將包括一臺冷原子銣微波鐘、一臺冷原子鍶光鐘和一臺主動型氫原子鐘。

其中，鍶光鐘由中國科學院國家授時中心研制，將是首個被送入太空的鍶光鐘。

包括銣、鍶和銫在內的元素是科學家制作原子鐘的首選，因為它們相對穩定，而且它們的振動更容易觀察。

將奔赴中國空間站的三臺時鐘可以獨立工作并相互比較讀數，從而以前所未有的精確度測量時間。

顧逸東說，地面測試進展順利，原子鐘在太空運行后，其性能可以進一步提高。

報道稱，這些裝置是空間站上最復雜、最昂貴的研究艙，還將用于檢驗基礎物理學，幫助科學家對常數進行更精確的測量，尋找暗物質和暗能量的證據，以及探索黑洞在遙遠宇宙中的合并。

下個月，搭載這些原子鐘和其他設備的夢天實驗艙將與天和核心艙、問天實驗艙對接，從而完成T形空間站的建設。