中科大重磅成果：“秒”或被重新定義實現萬秒10的負19次方量級

2022-10-19 19:01:08

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近日，中國科學技術大學潘建偉及其同事張強、姜海峰、彭承志等與上海技物所、新疆天文臺等單位合作，首次在國際上實現百公里級的自由空間高精度時間頻率傳遞實驗，實驗結果有望對暗物質探測、物理學基本常數檢驗、相對論檢驗等基礎物理學研究產生重要影響。該成果于北京時間10月5日晚在國際學術期刊《自然》雜志發表。#秒或被重新定義#

在科學領域，時間的測量精度已經步入10的負19次方量級，也就是百億年，誤差不到1秒。作為七大基本物理量之一的時間，是目前測量最精確的物理量。有最精確的計時，還要有與之精度相匹配的時間傳遞技術，兩者同樣重要。

地面附近自由空間的環境復雜，大氣中的各種擾動和湍流、鏈路損耗、環境變化等等因素給自由空間中的長距離時頻傳遞帶來了極大困難。之前，自由空間中的光頻傳輸技術只能實現10公里量級的傳輸距離。

中國科學技術大學團隊向這一難題發起挑戰。在光源方面，研制出高功率高穩定度光梳，在光信號收發信道方面，研制出高穩定性且高效率的光收發望遠鏡系統，另外采用線性光學采樣的干涉測量方式實現高精度的時間測量。經過一系列技術攻關，終于在相隔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的負19次方量級穩定度的時頻傳遞。

時間的精確測量和傳遞，將使人們能夠對相對論原理、各種引力理論、暗物質模型等等基礎物理進行實驗檢驗。同時這也和我們的生活密切相關，例如，衛星的導航精度與計時精度緊密相關，要想定位更準確，比如精確到毫米以下，就需要更好的計時精度。在大地測量、地質勘探、雷達探測等等涉及社會民生的領域，精確的時間也都將發揮重要作用。

現在“秒”的定義是1967年確定的，經過幾十年的發展，國際計量組織計劃2026年討論“秒”定義的變更。

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