我國自主研制的NIM5銫原子鐘1500萬年不差一秒

日前，由中國計量科學研究院(NIM)自主研制的“NIM5可搬運激光冷卻—銫原子噴泉時間頻率基準”通過了國家質檢總局組織的專家鑒定。經(jīng)鑒定，NIM5銫原子噴泉鐘的頻率不確定度達到2×10-15，相當于1500萬年不差一秒，并在國際上首次實驗實現(xiàn)噴泉鐘直接駕馭氫鐘產生地方原子時。

NIM5銫原子噴泉鐘是中國計量院自主研制的國家時間頻率基準，采用國際最新一代銫鐘原理，獨立研制設計了噴泉鐘物理真空系統(tǒng)、激光光學系統(tǒng)和電子學系統(tǒng)，實現(xiàn)了多方面創(chuàng)新，可達到年運行超過300天，連續(xù)30天準連續(xù)運行率大于99%，頻率不確定度達到2×10-15，把我國時間頻率基準的準確度提高到1500萬年不差一秒。

目前，NIM5已獲得了重要應用。在國際上首次實驗實現(xiàn)噴泉鐘直接駕馭氫鐘，產生中國計量院（NIM）原子時，既可以參與國際時間合作，在非常時期又可以獨立運行。噴泉鐘駕馭氫鐘產生NIM原子時，充分發(fā)揮了噴泉鐘準確度高和氫鐘可靠性高、穩(wěn)定度好的優(yōu)點，科學先進，資源利用合理。中國計量院研制的銫噴泉鐘也將為中國北斗衛(wèi)星的地面時間系統(tǒng)提供計量支持和服務。

NIM5激光冷卻－銫原子噴泉時間頻率基準裝置的成功研制，標志著我國時間頻率基準的研究跨上了一個新的臺階，進入國際先進行列。

據(jù)介紹，時間單位秒(s)是國際計量單位制(SI)的7個基本物理量中準確度最高、最重要的一個。1967年國際計量大會通過決議，將秒的定義從天文秒改為基于銫原子躍遷的原子秒。從此，實驗室型銫原子鐘復現(xiàn)秒定義，成為時間頻率計量的基準裝置。時間頻率在國民經(jīng)濟、大眾生活、國防建設和基礎科學研究中起著重要的作用，發(fā)達國家都非常重視研究開發(fā)相關技術，以求保持領先地位。因此，建設中國獨立自主的時間頻率基準具有重要的社會和經(jīng)濟效益。