中科大重磅成果-秒或被重新定义

中国科学技术大学在时间计量领域取得重大突破：锶光钟系统引领秒的新定义

近日，中国科学技术大学在时间计量领域取得了前所未有的突破性进展。其研发的锶光钟系统展现了惊人的超高精度，有望推动国际单位制中“秒”的重新定义。让我们深入了解这一关键进展及其深远影响。

一、技术突破核心

1. 超高精度光钟系统：中科大团队的锶光钟（Sr1）系统达到惊人的不确定度，即4×10^-18。这意味着它的精确度极高，相当于72亿年仅偏差1秒。这一性能指标已经部分满足了国际计量组织对重新定义“秒”的技术要求。该技术基于超冷锶原子与强激光的相互作用，实现了比传统铯原子钟高两个数量级的精确度。

2. 突破性的时间频率传递：潘建伟团队在国际上首次实现了自由空间百公里级的高精度时间频率传递实验。他们成功地将时间传递稳定度提升至飞秒量级（10^-15秒），解决了光学钟跨大陆信号传输受大气干扰的难题。这一成就为全球光钟网络的建设奠定了坚实的基础。

二、“秒”重新定义进程

现行标准局限性：自1967年以来，“秒”的定义一直基于铯-133原子微波跃迁。光学钟的精度已经超越这一标准千倍以上。国际计量组织已经意识到这一局限性，并计划在未来进行改进。

国际计划推进：中科大的成果使我国成为该领域的核心参与者。国际计量组织计划在未来几年内启动讨论，目标是在2030年采用光钟重新定义“秒”。

三、科学影响与潜在应用

基础物理研究突破：超高精度的时间基准将极大地提升引力波探测的灵敏度，支持暗物质搜索实验，并为检验广义相对论提供新的工具。

技术应用升级：这一突破将带动多个领域的技术进步，包括卫星导航系统、通信网络以及深空探测。例如，北斗和GPS的定位误差可以缩小至毫米级，5G和6G通信网络的同步精度将得到显著提升，甚至可能实现星际导航。

社会系统优化：虽然这一变化在日常生活中的影响可能不太明显，但它将确保电力网、金融交易等基础设施的时间戳更高可靠性。

四、未来发展方向

国际团队正在积极构建全球光钟比对网络，中科大的自由空间时频传递技术为该网络的建设扫除了关键障碍。未来，多国将共同努力，推动光钟数据的互认，并完成新“秒”定义的实验验证体系。这一成果标志着我国已进入时间计量领域的第一梯队，未来可能在全球时间基准的建立中发挥主导作用。

中国科学技术大学在时间计量领域的这一突破性成果不仅展示了我国在科技领域的实力，而且为重新定义“秒”铺平了道路，有望为全球的科技和社会发展带来深远的影响。