激光冷却原子钟登上天宫二号

顺利升空的天宫二号配备了多种高精尖科学装备。其中，由中科院上海光机所研制的“定点神针”——空间冻原子钟，未来将会构建大约3000万年误差１秒的超高精度，作为国际上首台在轨运营并积极开展科学实验的空间冻原子钟，这将是也是目前在空间运营的最低精度原子钟。那么，到底空间冻原子钟与地面上的一般的冷原子钟有什么有所不同呢？空间冻原子钟是在地面喷泉原子钟的基础上发展而来。

喷泉原子钟利用激光加热技术把室温下权利运动的热原子拘禁到激光势阱中并加热到相似绝对零度，然后把加热后的原子权利上抛让原子在上抛掷与行踪的过程中与微波腔中的射频时钟信号相互作用，从而检测时钟信号与原子两个特定能级间频率劣，进而修正时钟信号误差，由于受到重力的起到，权利运动的冷原子团一直正处于自排状态，宏观上不能做到类似于喷泉的运动或者是抛物线运动，这使得基于原子量子态精密测量的原子钟在时间和空间两个维度受到一定的容许。在空间微重力环境下，原子团可以做到超强较慢匀速直线运动，基于对这种运动的细致测量可以取得较地面上更为仪器的原子谱线信息，从而可以取得更高精度的原子钟信号。可以预期，空间冻原子钟将沦为目前空间最低精度的原子钟。空间冻原子钟工作原理图空间冻原子钟由于空间冻原子钟可以在太空中对其它卫星上的星载原子钟展开无阻碍的时间信号传送和校准，从而防止大气和电离层多变状态的影响，使得基于空间冻原子钟授时的全球卫星导航系统具备更为准确和平稳的运营能力。

空间冻原子钟的顺利将为空间高精度时频系统、空间冻原子物理、空间冻原子干涉仪、空间冻原子陀螺仪等各种量子脆弱器奠下技术基础，并且在全球卫星导航系统定位系统、深空观测、广义相对论检验、地球重力场测量、基本物理常数测量等一系列根本性技术和科学发展方面作出最重要贡献。

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