“秒”要被重新定义了,潘建伟团队这项“国际首次”研究功不可没

家人们,你以为的那个“一秒钟”,可能不再是你以为的你以为了。

之所以这么说,是因为中国科学技术大学潘建伟团队完成了一项“国际首次”的研究:

并且这项研究已经在Nature上发表。

根据实验结果来看,研究有效验证了星地链路高精度光频标比对的可行性,向建立广域光频标网络迈出重要一步。

对此,中国科学技术大学张强教授表示:

为什么“秒”要被重新定义了?

咱们现在经常提到的时间概念“秒”,是自1976年以来,一直由铯-33原子钟来定义的。

原子钟最初是英国物理学家Louis Esseb创造,它的工作原理是计算原子中的电子自旋的翻转频率。

而在1976年这一年,科学家们通过铯-133原子在微波频率下的跳动,重新定义了这个时间基本单位:

虽然说这种方式已经够精确了,但科学家们似乎却不满足于此。

截至目前,自然领域中对时间的测量精度已经步入10-19的量级。

这种量级通俗点来讲,就是百亿年期间误差不会超过1秒。

而且时间是目前七大基本物理量中测量最精确的那一个。

但单有最精确的计时还是不够的,因为它还需要“配套”一个与之精度相匹配的时间传递技术。

二者的重要性可以说是划等号的。

但地面附近自由空间的环境复杂,大气中的各种扰动、湍流、链路损耗、环境变化等因素,给自由空间长距离时频传递带来了极大困难。

此前,自由空间中的光频传输技术只能实现10公里量级的传输。

而潘建伟团队要攻克的正是这一难题:

最终,潘建伟团队在相隔113公里的新疆南山天文台和高崖子天文台之间,实现了万秒10-19量级稳定度的时频传递。

据张强介绍:

据了解,该实验在如此自由空间时频传递过程中:

而国际计量组织计划2026年讨论“秒”定义的变更,也正因这项研究成果的实现,张强认为:

与日常生活相关

那么接下来的一个问题便是,这项研究成果会带来哪些影响?

引用Nature审稿人的评价就是:

但除此之外,其实这项研究也与人们的日常生活息息相关。

例如卫星的导航精度与计时精度紧密相关,若是希望定位更加准确(毫米以下),就需要更好的计时精度。

在大地测量、地质勘探、雷达探测等涉及社会民生的领域,精确的时间也都将发挥重要的作用。

那么对于未来新“秒”的定义,你期待了吗?

[1]https://www.nature.com/articles/s41586-022-05228-5

[2]https://weibo.com/2032139271/Mb1zivEhA?type=comment

[3]https://mp.weixin.qq.com/s/MCbQ6UJFNflzF0VmrtPw4Q

[4]https://tv.cctv.com/2022/10/06/VIDEYEjxB0UTcY85WichtWvz221006.shtml?spm=C45404.PCHhhgX3efBE.Ev0XVtu8CoWN.224

[5]https://ishare.ifeng.com/c/s/v002EZ3vLgfck1LPf29qCKM51b4D1bqKqLDSTFiDq8nGUgw__