近日，包括東京大學(xué)在內(nèi)的日本研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出世界上第一臺(tái)體積小、性能穩(wěn)定、精度超高，體積僅為250升的光晶格鐘。

光晶格鐘是一種原子鐘，精度比銫原子鐘高出100倍。它的精確度相當(dāng)于在100億年里僅產(chǎn)生大約1秒的誤差。憑借其超凡的精度，光晶格鐘被視為下一代定義“秒”的有力候選者。

在研發(fā)過程中，原子鐘躍遷的光譜測量物理組件，以及用于原子捕獲和光譜分析的激光和控制系統(tǒng)均實(shí)現(xiàn)了小型化。這一創(chuàng)新將設(shè)備體積從傳統(tǒng)的920升減小到了250升。

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體積為 250 升的緊湊型光學(xué)晶格鐘已經(jīng)開發(fā)出來。該系統(tǒng)包括用于在真空室內(nèi)對(duì)時(shí)鐘躍遷進(jìn)行光譜分析的物理套件、用于操縱原子的激光器、用于時(shí)鐘操作的控制系統(tǒng)以及用作激光器頻率參考的光學(xué)腔。激光冷卻的原子被捕獲在光學(xué)晶格中，時(shí)鐘躍遷頻率在低溫黑體輻射屏蔽中以高精度測量。

光晶格鐘小型化提升了便攜性，使其能用在各種安裝環(huán)境中。光晶格鐘能以厘米級(jí)的精度監(jiān)測板塊運(yùn)動(dòng)，追蹤火山活動(dòng)引發(fā)的地殼垂直位移，并在從數(shù)小時(shí)到數(shù)年的時(shí)間尺度上精確觀測地殼的高度變化。此外，它還能促進(jìn)超高精度高程測量和定位系統(tǒng)的開發(fā)。因此，光晶格鐘有望成為未來社會(huì)需求的基礎(chǔ)性設(shè)施，將在很多研究領(lǐng)域和實(shí)際應(yīng)用中作出貢獻(xiàn)。

此次研究隸屬于“光晶格時(shí)鐘云時(shí)空信息平臺(tái)”研發(fā)項(xiàng)目。其目標(biāo)是通過連接光晶格時(shí)鐘來構(gòu)建超高精度云時(shí)鐘環(huán)境，將全球?qū)Ш?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=衛(wèi)星',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_10">衛(wèi)星系統(tǒng)中使用的原子鐘精度提高1000倍以上，從而實(shí)現(xiàn)更快、容量更大的通信以及更先進(jìn)的定位服務(wù)。