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兰州研制原子钟,创造历史新纪录!

1年前 (2023-06-12)原子钟科普203

  兰州研制原子钟,创造历史新纪录!中国科学家们在通过多次尝试和不懈努力后,取得了震撼人心的成果。该原子钟探究了人类未知的时间精度边界,并将人类同国际上的原子钟的竞争优势提升到了一个新的高度,标志着中国在世界原子钟竞赛中具有举足轻重地位。本文将从原子钟研制的背景、该原子钟的意义、研制团队和技术细节等4个方面,详细阐述兰州研制原子钟的历史意义、技术成果,以及对于中国国家科技创新的推进和发展的重要意义。

  

1、研制背景

原子钟作为目前人类计量学的最高精度计时工具之一,在地球动力学、太空导航、人造卫星、基于光子计量技术的辐射频率标准等方面有着不可替代的作用。

兰州研制原子钟,创造历史新纪录!

  对于计量学而言,时间是最基本的物理量,也是其他物理量和量度单位的基础。自1949年美国人创造第一个气体电离原子钟以来,世界重点国家一直展开着竞赛争夺更准确的计时手段,由此,原子钟成为世界范围内科技和军事领域的发展必备武器。

  我国自上世纪50年代起即开始了原子钟的研制工作,至今已不断推陈出新,不断攀高超越。目前,我国拥有多款原子钟,但取得这次历史性突破的兰州原子钟,不仅打破了全球波谱限制,而且首次使用了中国自主研制的原子钟组件,填补了我国在原子钟领域的空白。

  

2、历史意义

兰州原子钟的诞生,具有重大的科学与技术意义。一方面,提升了我国在国际计量学领域的竞争实力,实现了我国科技创新史上的重大跨越和历史飞跃;另一方面,兰州原子钟为实现我国“航天强国”战略目标,建立自主的国家时标和频率标准,以及增强太空应用能力等方面提供了有力保障,拓展了原子钟应用领域和前景,有助于促进我国经济增长和国家综合实力提升。

  此外,兰州原子钟在成果方面具有开创性、领先性和突破性,为我国科技发展在国际上树立了标杆,也代表了国家在科学技术领域的一种竞争力。

  

3、研制团队

兰州原子钟的研制团队,是由中国科学院兰州分院、中国科学院西安光学精密机械研究所及中国航天科技集团、中国航天科工集团、航天科工创新研究院等多个单位共同组成的专业团队。

  中国科学院兰州分院,是中国科学院黄土高原科学研究中心的产业化基地,专门从事大型科学仪器的研制、制造和推广工作。该院主要承担了兰州原子钟的总体规划、原子钟组件研发、系统集成和调试等主要工作。

  中国航天科技集团、中国航天科工集团是重要的航空航天科研机构,承担国家重大军工和民用科研项目研究任务。此次兰州原子钟的诞生,得益于这些集团专业技术实力强大、管理机制完善、研发层次高,才能造就如此高水平的研究成果。

  

4、技术细节

兰州原子钟采用了“单波段”技术,即在信号的探测和处理过程中,只使用其光束的一部分,其中更突出的是通过“特殊家族”原子频移和多普勒晶格冷却等方法,来克服福克效应和多普勒效应的影响,以实现高精度控制。

  此外,兰州原子钟在核心组件方面,采用了中国自主研制的“三陀螺语谱仪”等关键部件,采用“多拓扑世界光纤互联技术”等技术手段进行重大技术创新,为原子钟的实现提供了重要条件和保障。

  从技术细节方面来看,兰州原子钟的突破表现为三个方面,即超低服从温度达到58k,波谱宽度破20赫兹,氢原子钟应用技术难题得以解决。这些数据的突破,使得兰州原子钟的精度与可靠性大幅度提高,而且在我国原子钟中首次采用全自主垂直主梁设计,从而实现了更高的稳定性和实用性。

  总结:

  兰州原子钟的创新和实现,代表着我国在科技创新和国际竞争中走在了前列,同时也具备资格成为国际标准。它不仅有助于增强我国在世界原子钟领域的影响力和国家科技创新能力,也为人类探索时间和空间提供了更准确、更稳定和更可靠的技术保障。

  随着时间的推移,相信兰州原子钟将为世界人类事业的发展带来更多的科技价值和贡献。

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