新華社北京10月5日電(記者張泉)記者從中國科學(xué)院獲悉,我國科研團(tuán)隊(duì)在國際上首次實(shí)現(xiàn)了百公里級(jí)的自由空間高精度時(shí)間頻率傳遞實(shí)驗(yàn),時(shí)間傳遞穩(wěn)定度達(dá)到飛秒(千萬億分之一秒)量級(jí),頻率傳遞萬秒穩(wěn)定度優(yōu)于4E-19(相當(dāng)于時(shí)鐘約一千億年的誤差不超過一秒),可滿足目前最高精度光鐘的時(shí)間傳遞要求。
該研究由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團(tuán)隊(duì)與多家合作單位共同完成,相關(guān)成果5日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表。
近年來,光鐘的穩(wěn)定度已進(jìn)入E-19量級(jí),將形成新一代的時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)(光頻標(biāo)),可在精密導(dǎo)航定位、全球授時(shí)、廣域量子通信、物理學(xué)基本原理檢驗(yàn)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
“精確的計(jì)時(shí)不應(yīng)局限于高冷的實(shí)驗(yàn)室,還要‘飛入尋常百姓家’。通過高精度的時(shí)間頻率傳遞,構(gòu)建廣域光頻標(biāo)網(wǎng)絡(luò),是光鐘在上述諸多領(lǐng)域發(fā)揮作用的前提。”文章第一作者、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)副研究員沈奇說,要有與光鐘精度相匹配的時(shí)間傳遞技術(shù),把精準(zhǔn)的時(shí)間傳播出去。
據(jù)介紹,自由空間高精度時(shí)間頻率傳遞是建立全球性廣域光頻標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的重要內(nèi)容,但此前國際上的相關(guān)研究成果信噪比低、傳輸距離近,難以滿足星地鏈路高精度時(shí)頻傳遞的需求。
此項(xiàng)研究中,研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了瓦級(jí)功率輸出的高穩(wěn)定光頻梳,實(shí)現(xiàn)了納瓦量級(jí)的高靈敏度線性光學(xué)采樣探測(cè),進(jìn)一步提升了光傳輸望遠(yuǎn)鏡的穩(wěn)定性和接收效率?;谏鲜黾夹g(shù)突破,研究團(tuán)隊(duì)在新疆烏魯木齊成功實(shí)現(xiàn)了113公里自由空間時(shí)頻傳遞,充分驗(yàn)證了星地鏈路高精度光頻標(biāo)比對(duì)的可行性。
多位《自然》雜志審稿人表示,該研究是星地自由空間遠(yuǎn)距離光學(xué)時(shí)間頻率傳遞領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破,將對(duì)暗物質(zhì)探測(cè)、物理學(xué)基本常數(shù)檢驗(yàn)、相對(duì)論檢驗(yàn)等基礎(chǔ)物理學(xué)研究產(chǎn)生重要影響。
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