冷原子鐘技術明年有望在北斗上應用

@中國之聲 8月17日消息，中科院上海光學精密機械研究所研究員、空間冷原子鐘分系統主任設計師劉亮接受央廣專訪時稱，在天宮二號上搭載的“冷原子鐘”在天上運行近三年，達到實驗目的，傳回大量數據，冷原子鐘是用激光把原子冷卻到接近絕對零度，相比熱原子鐘準確性大大提高。明年有望把這一技術應用在北斗上面，把我們的導航系統性能進一步提高。接下來，在載人空間站上，將發射一套空間冷原子物理裝置，將比現有的冷原子鐘還要冷，達到10的負12次方K的温度。

科技日報此前曾介紹，冷原子鐘是利用激光使原子温度降至絕對零度附近，使原子能級躍遷頻率更少受到外界干擾，從而實現更高精度。在微重力環境下運行高精度原子鐘具有更重要的意義，既可對基本物理原理開展驗證實驗，也可發展更高精度的導航定位系統。

空間冷原子鐘外形 圖源：中國科學院

2016年9月25日，天宮二號空間實驗室成功發射並順利進入運行軌道。中科院牽頭負責的載人航天工程空間應用系統在天宮二號上開展了14項空間科學與應用任務，其中包括世界首台太空運行的冷原子鐘。

在軌22個月，冷原子鐘運行正常、狀態良好、性能穩定，完成了全部既定在軌測試任務，成功驗證了在空間環境下高性能冷原子鐘的運行機制與特性，同時實現了天穩定度7.2×10-16的超高精度。

空間冷原子鐘功能結構與工作原理圖 圖源：中國科學院

據瞭解，這種能在空間環境下可靠運行的高精度原子鐘應用於導航定位系統將會提高導航定位精度，相關技術還將應用於空間量子傳感器等多個領域。

德國杜塞爾多夫大學原子物理學家斯蒂芬·席勒等國際同行高度評價了這一成果，指出“隨着實驗的成功，中國在天基冷原子傳感器的研究走在了世界的最前沿”。