中國科學家研製出小型銫原子噴泉鍾，“深刻改變未來戰爭性質”

【文/觀察者網 張菁娟】時間和人們的生活息息相關。自古以來，人類對時間測量的極致追求從未停步。

據香港《南華早報》7日報道，中國科學家研製出一種超精密原子鐘，可以“深刻改變未來戰爭性質”。

這種小型銫原子噴泉鍾NIM-TF3具有優異的長期穩定度和準確度性能，同時具有自動化、小型化、可移動的優點，有望用於無人值守的車載守時系統。它的體積小於0.6×0.7×1.5m³，與一個單開門冰箱差不多，可以裝載到軍用卡車上進行長途運輸，即使道路顛簸，運輸條件惡劣，它仍可保持計時偏差小於萬億分之一秒。

報道稱，這一壯舉曾被認為是不可能實現的，因為只有制定國際標準時間的原子鐘才能達到如此精度，而這些原子鐘的體積都很大，且需放置在有防護措施的實驗室中，不受任何環境因素的干擾。

NIM-TF3的物理系統

高精度授時系統是現代戰爭的基礎。報道指出，此類時鐘能使相隔數千英里的雷達協同工作，以探測和跟蹤難以捉摸的隱形飛機。此外，它還能提高電子戰的信號質量，並使傳輸大量數據變得更加容易。

據報道，NIM-TF3的長期穩定性遠高於美國目前最好的可移動原子鐘，使中國軍隊在“與美國陸軍在電子戰、定向能武器和無人技術領域”的競爭中具有顯着優勢。

不僅如此，精確度極高的計時設備甚至可以讓科幻小説走進現實，例如將不同作戰平台發射的激光或微波組合成一束致命的光束，以巨大的能量摧毀敵人。

小型銫原子噴泉鍾NIM-TF3是由中國計量科學研究院製造的，它可以長時間自主運行，無需專業維護。林平衞教授領導的項目組2024年12月發表在《計量學報》上的文章《用於守時系統的小型銫原子噴泉鍾》對NIM-TF3的物理系統、光學系統、微波系統和電控系統進行了詳細的介紹。

文章指出，傳統的守時原子鐘組通常由銫束鍾和氫鍾組成。氫鍾提供了優良的可靠性和良好的短期穩定性，但長期的頻率漂移限制了它們的精度。具有高頻率穩定性和低頻率漂移的銫原子噴泉鐘被用作校正氫鍾頻率漂移的主要頻率標準，通過復現SI單位秒，提供長期的穩定性和準確性。

銫原子噴泉基準鍾（NIM6） 中國計量科學研究院

然而銫原子噴泉基準鍾在實際應用中受到多方面限制，包括裝置複雜、長期運行可靠性差、需要專業人員維護、複製成本高、研製週期長等問題。

為了克服這些挑戰，林平衞和他的同事們進行了大量創新。例如，他們去掉了常規銫原子噴泉鐘上端的離子泵，將其移至與噴泉鍾中間的探測區水平相接的位置，這一設計不僅保障了噴泉管內高真空度，還顯著減小了系統體積。他們還在關鍵處理程序採用彙編代碼編寫，大大提高了效率。

NIM-TF3的光學系統

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