大陆重新对秒定义 突破时间概念

地面附近自由空间的环境复杂,大气中的各种扰动和湍流、链路损耗、环境变化等等因素给自由空间中的长距离时频传递带来了极大困难。之前,自由空间中的光频传输技术只能实现10公里量级的传输距离。

该研究由中国科学技术大学潘建伟院士及其同事张强、姜海峰、彭承志等团队成员与上海技术物理研究所、新疆天文台、中科院国家授时中心、济南量子技术研究院和宁波大学等单位合作,成果于北京时间10月5日晚在国际学术期刊《自然》线上发表。

报导称,近年来,光钟的稳定度已进入E-19量级,将形成新一代的时间频率标准(光频标),可在精密导航定位、全球授时、广域量子通信、物理学基本原理检验等领域发挥重要作用。

「精确的计时不应局限于高冷的实验室,还要『飞入寻常百姓家』。通过高精度的时间频率传递,构建广域光频标网路,是光钟在上述诸多领域发挥作用的前提。」文章第一作者、中国科学技术大学副研究员沈奇说,要有与光钟精度相匹配的时间传递技术,把精准的时间传播出去。

研究团队表示,自由空间高精度时间频率传递是建立全球性广域光频标网路的重要内容,但此前国际上的相关研究成果信噪比低、传输距离近,难以满足星地链路高精度时频传递的需求。

此项研究中,研究团队实现了瓦级功率输出的高稳定光频梳,实现了奈瓦量级的高灵敏度线性光学采样探测,进一步提升了光传输望远镜的稳定性和接收效率。基于上述技术突破,研究团队在新疆乌鲁木齐成功实现了113公里自由空间时频传递,充分验证了星地链路高精度光频标比对的可行性。

时间的精确测量和传递,将使人们能够对相对论原理、各种引力理论、暗物质模型等等基础物理进行实验检验。

同时这也和我们的生活密切相关,例如,卫星的导航精度与计时精度紧密相关,要想定位更准确,比如精确到毫米以下,就需要更好的计时精度。在大地测量、地质勘探、雷达探测等等涉及社会民生的领域,精确的时间也都将发挥重要作用。