中國實現百公里高精度時頻傳遞 或重定義秒

【明報專訊】中國科研團隊最近在國際上首次實現了百公里級的自由空間高精度時間頻率傳遞實驗，時間傳遞穩定度達到飛秒(千萬億分之一秒)量級，頻率傳遞萬秒穩定度優於4E-19(相當於時鐘約1000億年的誤差不超過一秒)，可滿足目前最高精度光鐘的時間傳遞要求。

該研究由中國科學技術大學潘建偉院士團隊與多家合作單位共同完成，相關成果5日在國際學術期刊《自然》線上發表。

《光明日報》稱，實驗結果有望對暗物質探測、物理學基本常數檢驗、相對論檢驗等基礎物理學研究產生重要影響，包括如精確的導航和重新定義「秒」這一基本單位。

目前在科學領域上，時間的測量精度已步入10的負19次方量級，也就是百億年，誤差不到1秒。而作為七大基本物理量之一的「時間」，是目前測量最精確的物理量。但除了要有最精確的計時，還要有與之精度相匹配的時間傳遞技術。

此研究前僅為10公里量級傳輸距離

各種擾動因素，比如地面附近自由空間的環境複雜、大氣中各種擾動和湍流、鏈路損耗、環境變化等，會給自由空間中的長距離時頻傳遞帶來極大困難。在中國突破性研究前，自由空間中的光頻傳輸技術只能實現「10公里」量級的傳輸距離。

在這個研究中，研究團隊在光源方面，研製出高功率高穩定度光梳，在光信號收發信道方面，研製出高穩定性且高效率的光收發望遠鏡系統，另採用線性光學採樣的干涉測量方式實現高精度時間測量。經過一系列技術攻關，終於在相隔113公里的新疆南山天文台和高崖子天文台之間實現萬秒10的負19次方量級穩定度的時頻傳遞。

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