没有钟摆,也没有秒针的滴答声,一只“长相”完全不符合人们对钟的预期的黑色圆柱体15日搭乘“天宫二号”空间实验室来到太空,成为人类历史上第一台在轨进行科学实验的空间冷原子钟。
据上海光机所中科院量子光学重点实验室主任刘亮介绍,如果说机械表1天差不多有1秒误差,石英表10天大概有1秒误差,氢原子钟数百万年有1秒误差,那么冷原子钟可做到3000万年到3亿年误差1秒。
这只钟为什么走得那么准?秘诀在于“高、冷”两字:一方面得益于太空中“天宫二号”的“微重力”环境,另一方面则因为钟自身的“冷”。据介绍,在微重力环境下,原子团可做超慢速匀速直线运动,基于对这种运动的精细测量可获得较地面上更加精密的原子谱线信息,从而获得更高精度的原子钟信号,实现在地面上无法实现的性能。
这只钟可以用来做什么?科学家介绍,冷原子技术的发展使许多实验的精度大幅度地提高,使原来不可能进行的实验成为可能。例如,目前的卫星导航系统只能用于近地范围,未来有没有可能实现太阳系行星间的定位呢?若是能在空间合适的位置放置高精度原子钟,就可以实现大尺度的高精度导航。
刘亮介绍,利用空间冷原子钟还可以测量引力红移、探测引力波以及暗物质等。