我国成功研制105亿年偏差不到1秒的光频标

近日，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院高克林研究团队成功研制105亿年偏差不到1秒的钙离子光频标，成为国际上第五种不确定度指标达到10^-18量级的光频标。相关研究成果已发表于国际学术期刊《应用物理评论》。 
 

液氮低温钙离子光频标系统

 
当前世界测量精度最高的物理量是光频，最高精度已达10^-18量级。其中原子光频标是光频精密测量的典型代表，是目前准确度最高的原子频标。截至目前，国际上仅有锶原子光频标、镱原子光频标、铝离子光频标以及镱离子光频标等四种原子光频标的不确定度达到了10^-18量级。 

精密测量院高克林研究团队从2000年开展钙离子光频标的实验研究，通过解决抑制离子运动效应、解决超窄线宽激光、实验环境影响精确控制等一系列关键科学和技术问题，于2011年成功研制国内首台光频标，不确定度为7.8×10^-16， 2016年将光频标的不确定度提升至5.1×10^-17， 2019年将钙离子光频标的不确定度提升至1.3×10^-17。

经过科研攻关，研究团队解决黑体辐射频移、多普勒频移、微运动效应、电四极频移等影响钙离子光频标不确定度的关键物理问题与技术难题，最终在国际上首次实现了液氮低温钙离子光频标，不确定度达到3×10^-18。 
 

钙离子光频标系统误差评估表

 
专家介绍，高精度光频标有助于提高基本物理量的定义、基本物理定律检验等的精度，从而推进基础物理研究，探索新物理；同时在时间基准、相对论大地测量、导航定位等方面具有广泛的应用场景。 
 
相关链接：https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.17.034041