三千万年误差小于1秒，天宫二号空间冷原子钟太空中稳定运行22个月，将目前人类太空时间计量精度提高上百倍

今天，记者从中国科学院获悉，随天宫二号空间实验室上天22个月，世界首台太空运行的冷原子钟实现了天稳7.2×10-16的超高精度。这将目前人类在太空的时间计量精度提高了上百倍，为我国未来发展更高精度的导航定位系统，以及未来空间基础物理前沿研究，打下了基础。

冷原子钟是把原子某两个能级之间的跃迁信号作为参考频率输出信号的高精度时钟，同时利用激光使原子温度降至绝对零度附近，使原子能级跃迁频率受到更小的外界干扰，从而实现更高精度。

能在空间环境下可靠运行的高精度原子钟，如果应用于导航定位系统，将会提升系统自主运行能力、提高导航定位精度。在基础物理研究方面，它则对推进基本物理常数测量、广义相对论验证等精密测物理的发展具有重要意义。

但在存在地球辐射带干扰以及复杂的空间环境下稳定运行一台精密的空间冷原子钟，极富挑战性。在中国载人航天工程总体的领导下，在中国科学院空间应用工程与技术中心的支持下，天宫二号空间冷原子钟载荷分系统—中国科学院上海光学精密机械研究所在量子频标以及冷原子物理等研究积累的基础上，经过十余年的攻关，突破了微重力环境下运行的冷原子钟物理系统、长期自主运行的冷原子制备与操控激光光学系统等一系列关键技术，研制出了世界首台可在太空运行的冷原子钟。

2016年9月25日，天宫二号空间实验室成功发射并顺利进入运行轨道。在轨近两年时间里，这台冷原子钟运行正常、状态良好、性能稳定，完成了全部既定在轨测试任务，成功验证了在空间环境下高性能冷原子钟的运行机制与特性，也在国际上首次实现冷原子钟的在轨稳定运行。

今天，国际重要学术期刊《自然·通讯》将其作为亮点文章在线发表。国际同行高度评价了这一成果，指出“在太空中进行冷原子实验是当前最有吸引力的前沿方向，利用该项技术使原子钟等相关应用的水平得到很大提高，正是由于中国的重要贡献,完成了世界上第一个这样的实验……”“该工作是空间冷原子实验研究的一个重要的里程碑”“这是一项惊人的技术成就”“随着实验的成功，中国在天基冷原子传感器的研究走在了世界的最前沿”。

作者：许琦敏
编辑：张鹏
责任编辑：樊丽萍

图片：上海光机所供图

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