常宏告訴記者，從2008年到2017年，國家授時中心的鍶光鐘制作完成，這臺鐘終于“走了起來”，但是“走起來”后，人們還需要知道光鐘的頻率值具體是多少。“校準”頻率的研究始于2017年，近日，這臺光鐘實現(xiàn)了現(xiàn)行時間單位秒定義下的鍶光鐘絕對頻率測量，數(shù)據(jù)獲得了國際認可。

據(jù)了解，能夠成功研制光晶格鐘的國家并不多，其中多數(shù)是發(fā)達國家?！艾F(xiàn)在，國內(nèi)完成光晶格原子鐘研制的共4家，分別是中國計量院、國家授時中心、中國科學院精密測量科學與技術創(chuàng)新研究院、華東師范大學。”常宏說。其中，中國計量院和國家授時中心都獨立完成了光鐘頻率通過國際原子時溯源到現(xiàn)行秒定義的工作。

“目前，鍶光鐘研究最為領先的是美國葉軍團隊和日本東京大學的香取秀俊研究組，我們的研究和這兩個團隊還有差距。但我們與法國的巴黎天文臺、德國聯(lián)邦物理技術研究院、英國國家物理實驗室的差距正在縮小，甚至在某些方面實現(xiàn)了超越?！背：暾f。

秒定義關乎基礎科學發(fā)展

目前，國內(nèi)多家單位都在進行光鐘的研制與絕對頻率測量，有些團隊研制鍶原子光鐘，有些則研制鈣離子光鐘、鐿原子光鐘。

“現(xiàn)在，在如何重新定義秒的問題上，國際上還沒有一個共識，其中一個重要的原因就是這些光鐘的表現(xiàn)都不錯，不存在某一種原子光鐘性能明顯強于另一種的情況。所以，目前國際上還沒有選定要用哪種光鐘來進行未來的秒定義?！绷诌暾f，“前兩年，國際上提出了一個定義秒的新想法，是使用多種原子鐘的加權平均值作為新的秒定義。所以國內(nèi)做多種光鐘是非常有意義的。”

目前，中國計量院的鍶原子光鐘、中國科學院精密測量科學與技術創(chuàng)新研究院的鈣離子光鐘和華東師范大學的鐿原子光鐘的頻率測量結果已經(jīng)被國際時間頻率咨詢委員會頻率標準工作組接受，這三所單位的測量數(shù)據(jù)參與了這幾種光鐘頻率國際推薦值的計算。

那么，為什么我們要積極研制光鐘，實現(xiàn)更精確的秒定義呢？

對于人們的日常生活而言，秒的精確定義將讓人們享受更準確的導航服務。每當我們打開地圖、“搖一搖”尋找身邊的人，精確的秒定義都在發(fā)揮著作用。此外，交通、金融、電網(wǎng)、計算機網(wǎng)絡、移動通信等領域的安全運行都依靠高精度的時間頻率計量。

此外，精確地定義秒還關乎基礎科學的發(fā)展。

“目前包括物理學研究在內(nèi)的很多領域都亟待突破。而突破的發(fā)生，需要科學上或技術上其他的突破來帶動。時間頻率目前是人類能夠測量的最準確的物理量，可以說時間頻率測量能力的提升，將會帶動多個研究領域的進步?！绷诌暾f。

例如，秒的精確定義和測量可以幫助科學家更深入地研究宇宙中的暗物質，了解發(fā)生在遙遠太空中的由更小的天體并合所產(chǎn)生的極微弱的引力波等。

“參與到國際秒定義變更中，對國家而言也意義深遠?！背：暾f。

2022年，第二十七屆國際計量大會通過“關于秒的未來重新定義”的決議——利用光鐘實現(xiàn)時間單位秒的重新定義。該決議計劃在2026年國際計量大會上提出關于秒的重新定義的建議，并在2030年第二十九屆國際計量大會上做出最終決定。

“我國需要讓更多自己研制的光鐘參與到這一工作中，在未來時間單位秒定義變更時確保我國有更多的話語權，維護國家權益?！背：暾f。

“我國一直在進行光鐘的研究，是為了能夠在秒定義的過程中作出貢獻，推動科學的發(fā)展，并且在未來獨立自主地復現(xiàn)秒定義，這一工作不僅體現(xiàn)了我國較高的科研水平，還能夠長期、自主地保持中國標準時間的準確、穩(wěn)定?！绷诌暾f。

（原標題：重新定義秒，鍶光鐘又進一步）