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中国研制的铯原子喷泉钟精度可达3000年不差一秒

2013-10-22 12:40:33 来源: 中国科学报  文字大小:   [举报] 已有评论(0)




 

国家原子时比对测量系统


 

如今,电子商务网站会定期发布一些价格低廉的商品,往往一上架就被抢购一空,有时只用一秒钟,于是有了“秒杀”这一销售噱头。


 

在人类日常生活中,当时间精确到秒时,已经让人感觉很短暂,然而在很多领域,可能还需要使用更精确的时间,比如百分之一秒的差别将决定田径运动员胜负、炮弹的发射精度需要达到千分之一秒、雷达甚至需要百万分之一秒的时间精度,这就要不断地提高计量时间频率的精度。


 

中国科学院时间频率基准重点实验室正在为更高精度的时间而努力,同时他们还需要传递和保持产生的时间。


 

守候时间30年


 

 


 

时间频率基准重点实验室首席研究员董绍武在自己的岗位上工作了整整30年。记者是在一个装满仪器的实验室里见到董绍武,后来才知道实验室里那些仪器上跳动的红色数字就是中国标准时间。


 

这些时间并不是完全相同,经董绍武介绍,其中既有中国标准时间——北京时间,也有国际原子时,还有协调世界时,也叫格林威治时间,协调世界时UTC是当前的国际标准时间,与北京时间相差8小时。目前的世界时通过地球自转测量获得,比原子时慢35秒。


 

董绍武介绍,从1958年1月1日开始,原子钟时间与地球自转时间对准,但因为地球自转的减慢,导致1秒的长度发生变化,不再“准时”,于是就需要隔一段时间人为给原子钟时间增加或减少1秒,即闰秒。


 

别小看了这样1秒,在通信、证券、航空、地震勘探等领域,这1秒的影响无法忽视。尤其是在航天领域里,飞船1秒就要飞将近8公里的路程,可谓失之毫厘谬以千里。


 

因此,在董绍武的实验室里还有我国北斗时间和美国GPS时间,虽然他们与协调世界时间不一致,但却是自己领域里的参考时间。


 

目前,时间频率基准重点实验室采用23台铯原子钟和3台氢原子钟组成守时钟组,之所以有两种原子钟,董绍武指出,因为铯原子钟长期稳定性好,但短期波动性较大,而氢原子钟短期稳定性好,长期则有频率漂移。结合使用,可以保障原子钟产生的时间在长短期内保持稳定。


 

“相比时间的产生,守护时间更难。”董绍武说,“我们的实验室既要产生我国的标准时间——北京时间,还需要将产生的北京时间与国际标准计量院BIPM的标准时间进行比对。国际标准时间也有我们的贡献,我们是国际原子时的重要实验室之一。”


 

董绍武每天的工作就是守护好实验室里这些仪器上跳动的数字。守时30多年来,最让他欣慰的是这些跳动的时间数字从来没有发生异动,一直准确、稳定地为国家服务。


 

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本文相关标签: 3000年 一秒 精度 喷泉 研制 原子 中国
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