近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉團隊與上海技物所、新疆天文臺等單位合作，首次在國際上實現(xiàn)百公里級的自由空間高精度時間頻率傳遞實驗，實驗結(jié)果有望對暗物質(zhì)探測、物理學(xué)基本常數(shù)檢驗、相對論檢驗等基礎(chǔ)物理學(xué)研究產(chǎn)生重要影響。該成果于北京時間 10 月 5 日晚在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志發(fā)表。

在科學(xué)領(lǐng)域，時間的測量精度已經(jīng)步入 10 的負 19 次方量級，也就是百億年，誤差不到 1 秒。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。有最精確的計時，還要有與之精度相匹配的時間傳遞技術(shù)，兩者同樣重要。

地面附近自由空間的環(huán)境復(fù)雜，大氣中的各種擾動和湍流、鏈路損耗、環(huán)境變化等等因素給自由空間中的長距離時頻傳遞帶來了極大困難。之前，自由空間中的光頻傳輸技術(shù)只能實現(xiàn) 10 公里量級的傳輸距離。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)團隊向這一難題發(fā)起挑戰(zhàn)。在光源方面，研制出高功率高穩(wěn)定度光梳，在光信號收發(fā)信道方面，研制出高穩(wěn)定性且高效率的光收發(fā)望遠鏡系統(tǒng)，另外采用線性光學(xué)采樣的干涉測量方式實現(xiàn)高精度的時間測量。經(jīng)過一系列技術(shù)攻關(guān)，終于在相隔 113 公里的新疆南山天文臺和高崖子天文臺之間實現(xiàn)了萬秒 10 的負 19 次方量級穩(wěn)定度的時頻傳遞。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授 張強：把我們非常精密的這種時間信號，通過這個望遠鏡打到這個 100 公里以外的另外一個望遠鏡，那邊的話，然后我的這個信號被那邊的一個同樣的一個望遠鏡接收，接收了之后他們進行一些比較精密的時間探測，然后同時那邊也會打一個同樣的一個精密的光源信號也打過來，在這邊也做一個同樣的一個精密探測，然后兩邊的信號再做一個對準，做一個校正。

時間的精確測量和傳遞，將使人們能夠?qū)ο鄬φ撛怼⒏鞣N引力理論、暗物質(zhì)模型等等基礎(chǔ)物理進行實驗檢驗。

同時這也和我們的生活密切相關(guān)，例如，衛(wèi)星的導(dǎo)航精度與計時精度緊密相關(guān)，要想定位更準確，比如精確到毫米以下，就需要更好的計時精度。在大地測量、地質(zhì)勘探、雷達探測等等涉及社會民生的領(lǐng)域，精確的時間也都將發(fā)揮重要作用。

現(xiàn)在 " 秒 " 的定義是 1967 年確定的，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，國際計量組織計劃 2026 年討論 " 秒 " 定義的變更。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授 張強：那么它也證明了就是說將來放在衛(wèi)星上，可以基于衛(wèi)星來做這種洲際的這種（時間）比對。那么如果能夠?qū)崿F(xiàn)洲際的比對的話，那么我們就可以實現(xiàn)新一代的這個 " 秒 " 定義。

來源：央視新聞