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我国钙离子光频标测量结果成为国际秒定义“候选者”


时间:2022-06-23  来源:  作者:  点击次数:


本报讯(记者、通讯员)近日,记者从中国科学院精密测量科技创新研究所(以下简称精密测量所)获悉,国际计量局网站近日更新了国际秒定义的候选跃迁频率推荐值,精密测量所研究员高研制的钙离子光频标准测得的跃迁频率首次入选。

二是时间的基本单位。1967年,国际计量大会通过了基于铯原子跃迁的秒的新定义。然而,随着光频标准的快速发展,其精度已经远远超过了铯原子钟。采用光频标准的原子跃迁频率作为秒的新的国际定义已经成为一种趋势。

2020年以前,光频标准的参考跃迁有8种,被国际计量局列入二级秒的定义。它们是锶原子、镱原子、汞原子、铝离子、汞离子、镱离子(电四极和电八极)和锶离子光频标准的参考跃迁。

高团队于2000年开始钙离子光频标的研究。据介绍,与其他光频标准系统相比,钙离子的能级结构相对简单,实验所需的激光均可由固体激光器产生,但它们对环境温度和磁场非常敏感,要达到高精度极具挑战性。

2005年,研究团队实现了单个钙离子的囚禁和冷却,2011年国内首个光频标准,2015年达到E-17精度的钙离子光频标准,2020年成功研制出便携式钙离子光钟。2022年,研究团队首次实现了液氮低温钙离子光频标准,精度达到3E 18,相当于105亿年偏差小于1秒。

基于便携式光钟,研究团队实现了北京本地参考钟的溯源测量,将钙离子光频测量精度提升到E-16级。国际计量局时间频率咨询委员会建议将钙离子光频标测得的跃迁频率增加为秒的国际定义。

钙离子光频标准的参考跃迁被选为国际计量局定义的参考跃迁,这是我国首次推动一种新的原子跃迁频率成为秒级定义的国际参考。这项工作提升了我国在原子频标领域的国际影响力。


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