3000萬年誤差1秒，你知道空間冷原子鐘嗎？

在人類文明進步的歷史長河中，人們的各種社會活動與時間的測量息息相關。在很久以前，我們的祖先“日出而作，日落而息”，他們通過觀察自然現象來定義時間。接著，人們逐漸發明了如日晷、水鐘、沙漏等計時裝置。在鐘擺等可長時間反復進行周期運動的振蕩器出現后，人類發明了真正可持續運轉的時鐘。鐘的基本形態慢慢確定下來，並一直延續至今。但是，空間冷原子鐘這個概念你知道嗎？

座鐘 （焦洋/人民網）

從外形上來看，空間冷原子鐘是一個黑色圓柱體，它既沒有鐘擺，也不會發出滴答的聲響，完全不符合人們心中對鐘的預期。因此，想要了解空間冷原子鐘，首先要知道噴泉冷原子鐘是什麼。

據光明網報道，從20世紀40年代開始，科學家們利用原子超精細結構躍遷能級具有非常穩定的躍遷頻率這一特點，研發出了原子鐘，並在此基礎上研制出噴泉冷原子鐘，這種鐘比一般的鐘精度更高。據新華網報道，截至2016年9月，地面上精確度最高的噴泉冷原子鐘誤差已經減小到1秒/3億年。《人民日報海外版》介紹，空間冷原子鐘是在地面噴泉原子鐘的基礎上，將激光冷卻原子技術與空間微重力環境相結合的噴泉冷原子鐘。

但在地面上，受到重力的作用，自由運動的原子團始終處於變速狀態，宏觀上隻能做類似噴泉的運動或者是拋物線運動，所以噴泉冷原子鐘在時間和空間兩個維度受到一定的限制，那麼如何才能使鐘的精度更高呢？在這種情況下，空間冷原子鐘應運而生。據新華網報道，在空間的微重力環境下，原子團可以做超慢速勻速直線運動，基於對這種運動的精細測量可以獲得較地面上更加精密的原子譜線信息，從而可以獲得更高精度的原子鐘信號。

中國科學院上海光機所量子光學重點實驗室主任劉亮在接受《人民日報海外版》採訪時介紹，如果說機械表1天差不多有1秒誤差，石英表10天大概有1秒誤差，氫原子鐘數百萬年有1秒誤差，那麼這台冷原子鐘則可以做到3000萬年誤差1秒。“未來可能出現更精准的原子核鐘，”劉亮說，“我們終極目標是制造出在宇宙的生命周期內永不會走偏的時鐘。”（趙鵬）

本文由中科院物理所副研究員羅會仟進行科學性把關。