光钟利用原子或离子的稳定能级跃迁作为频率参考，是迄今人类能够实现精度最高的时间计量装置。其系统不确定度直接决定了未来时间频率基准的准确性和可靠性。在众多光钟体系中，钙离子能级结构相对简单，且存在“魔幻囚禁频率”。然而，将这些理论优势真正转化为工程化的极限性能，仍需攻克黑体辐射频移与离子热运动（宏运动）精密控制等关键技术挑战。
近日，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究团队研制的第二代液氮低温钙离子光钟的总系统，不确定度达4.4E-19，相当于连续运行约720亿年误差不超过1秒，是目前报道的不确定度指标最高的光钟。这一指标的达成，验证了液氮低温技术路线的可行性和优越性，为光钟发展提供了新的技术范式。
研究团队创新性地发展了液氮低温技术路线。与室温环境相比，该路线将离子运行环境降低至液氮温区（约80K），理论上可使黑体辐射强度降低约200倍，从本质上降低了黑体辐射频移。在前期成功实现3E-18不确定度的基础上，团队在第二代系统中实现了性能提升。
在热控制方面，团队对光钟的机械结构、热连接方案和温度监测体系进行了精密设计，通过采用高导热材料、优化热平衡路径、构建热学复刻装置进行原位比对测量，将离子微环境的温度评估为79.5±1.5K，使黑体辐射频移不确定度降至3.5E-19。在热运动控制方面，团队实现了三维边带冷却技术，将离子冷却至接近运动基态，结合低温环境下明显抑制的电场噪声（加热率低于1.3声子数/秒），将二阶多普勒频移不确定度降低至4E-20。在磁场控制方面，团队通过高精度光钟频率比对，测得二阶塞曼系数，结合精确磁场控制，将相关不确定度控制在5E-20。
研究团队进一步通过多技术手段，协同实现了对其他系统误差的抑制和评估。团队采用“魔幻囚禁频率”抑制微运动效应，采用Hyper Ramsey光谱技术消除激光频移和AOM啁啾频移，交替探测多对塞曼跃迁抵消电四极频移，并运用最新量子散射理论评估背景气体碰撞影响。
该研究成果标志着钙离子光钟的不确定度指标进入E-19量级。在基础研究领域，更高精度的光钟将提升对基本物理定律检验的灵敏度，为探索超越标准模型的新物理提供更精确的工具。在计量应用方面，该研究为基于光钟重新定义国际单位制“秒”提供了技术支撑。在工程应用层面，这一突破为发展下一代重力测量、精密导航定位等领域提供了核心频率基准。
相关研究成果发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、中国科学院等的支持。
论文链接
液氮低温钙离子光钟
随着公众号、抖音、快手等一众新媒体平台强势崛起，有不少本科生没有走传统的找工作上班路线，而是选择自己做新媒体，通过文 中新网上海11月9日电(陈静吕安琪)生长在热带、亚热带海岸的潮间带的红树林，在抵御台风大浪侵袭、高效存贮海岸“蓝碳”及 种子在植物生命周期中发挥着重要作用，而种子寿命是决定能否长期储存的关键因素。莲子具有极强的生命力，能够在自然环境中的泥碳层存活千年，并在适宜条件下萌发。然而，以往研究聚焦于生理结构和生化组分对莲子寿命的 11月13日，教育部召开学习贯彻落实习近平总书记给中国国际大学生创新大赛参赛学生代表重要回信精神座谈会。教育部党组书记、部长怀进鹏出席会议并讲话。教育部党组成员、副部长吴岩主持会议。 怀进鹏指出，习近平 中国教育报-中国教育新闻网讯（特约通讯员 苏勤）日前，内蒙古通辽市确定科尔沁区为全市首批深化新时代教育评价改革试点地区，通辽市第一中学等22所学校（幼儿园）为全市首批深化新时代教育评价改革试点 “天”与“地”是中国传统文化中至关重要的一对意象，在崇敬天的同时，古人也深深敬畏大地。古人对石的崇拜和对土地的祭祀，便是这种敬畏之心的具体表现。 石崇拜遍布中华大地古人认为，天无柱，天塌； 。本文链接：科学家研制出不确定度4.4E-19的液氮低温钙离子光钟http://www.sushuapos.com/show-12-2607-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 研究揭示被子植物种子扩散方式的演化历史与全球分布格局
下一篇： 青藏高原人工草地种植模式研究获进展