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天宫二号上天:你该知道的冷原子钟

2016-09-18 08:54
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  3000万年误差1秒的空间冷原子钟,此刻正在天宫二号履行它的使命。这是国际上首台在轨运行并开展科学实验的空间冷原子钟,也是目前在空间运行最高精度的原子钟。利用激光冷却技术,原子的温度在地面已经降低到接近绝对零度(﹣273.15℃)。“高冷”的背后,是中科院上海光机所两代科学家的无尽求索和倾力付出。

  84岁的中科院院士王育竹是空间冷原子钟实验分系统首席科学家、我国原子频标和激光冷却原子的开拓者之一。

  早在1979年,王育竹就公开提出了有关激光冷却气体原子的两种新设想。这些原创思想提出的时间,比国外科学家提出同类思路早了5至10年。当年,王育竹在日本讲学和合作实验时,就证明了激光冷却气体原子技术的可行性。跃跃欲试的他回国后,希望得到2台总计价值约100万元的激光器做实验,但这在基础研究经费捉襟见肘的当时是不可能的。这样一拖就是14年,直到1993年才实现了积分球激光冷却原子束的实验,证明了其物理思想的正确性。

  一个“空间冷原子钟”的梦想在两代科学家身上传承。空间冷原子钟项目主任设计师刘亮研究员是王育竹院士最优秀的学生之一。2007年,在王育竹院士指导下,刘亮领导的空间冷原子钟团队成立,平均年龄不到三十岁。尽管基于激光冷却的原子钟早就有了,但冷原子钟上天需要的技术是全新的,因此这一高难度的项目起初并不被看好。

  经过3年艰苦的努力,团队完成了空间冷原子钟原理样机的研制、地面科学论证和工程论证。“我们没有作息时间表,没事时可以休息,但很少有这样的时候。我们要么在实验室,要么在出差的路上。”刘亮介绍,这个项目从原理、样机到初样、正样,都有严格的时间节点要求。和时间赛跑,没有人敢懈怠。直到今年7月冷原子钟的正样交付之后,他才硬性规定团队今后加班不能再超过晚上11时。

  十年攻坚,也有过怎么都攻不下来的时候。有一次测试怎么都看不到想要的信号,就只能一步步地倒查原理和技术,他们坚信只要不是原理问题,就一定能查得出来。就是凭着这股韧劲,他们攻下了一个个难关,最终让国际首台“空间冷原子钟”的科技梦想得以实现。

  接下来,这个团队又瞄准了空间站的空间超冷原子物理,以及更高的时间频率系统。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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