計量院鍶原子光晶格鐘研究工作始于2007年,由計量院時間頻率計量研究所所長方占軍領銜的創新團隊承擔。今年7月,方占軍課題組順利完成了鍶87原子光晶格鐘的一次系統頻移評定和頻率測量工作,評定不確定度2.3×10-16,鍶87原子光晶格鐘5S2 1SO-3PO光頻躍遷頻率值429228004229873.7(1.4)Hz,相對頻率不確定度3.4×10-15。
鍶87原子光晶格鐘是目前上頻率穩定度zui高的原子鐘,也是研究多的冷原子光晶格鐘,其頻率不確定度已經達到2.1×10-18,高出現行秒定義所采用的銫原子噴泉鐘2個數量級,被認為是新一代秒定義有潛力的候選之一。目前,已向頻率標準工作組報數的鍶87原子光晶格鐘的單位共7家,除計量院外,還有美國科羅拉多大學與美國標準與技術研究院聯合實驗室(JILA)、日本東京大學、法國巴黎天文臺時間頻率標準實驗室(LNE-SYRTE)、德國聯邦物理技術研究院(PTB)、日本情報通信研究機構(NICT)和日本計量院(NMIJ)。
光鐘不僅是新一代秒定義有潛力的候選者,就其科學意義而言,更高穩定度、更低不確定度的時間頻率基準將更好地滿足基礎科學研究的需要,使科學家可以更好地對自然界某些現象,例如:基本物理常數是否隨時間變化以及相對論的實驗驗證等,進行深入研究。就其應用層面而言,時間頻率測量不確定度的降低可大幅提高衛星定位系統的定位精度,更好地服務重大需求。
頻率標準工作組(CCL-CCTF WG FS)是計量委員會(CIPM)長度咨詢委員會(CCL)和時間頻率咨詢委員會(CCTF)下設的聯合工作組,負責確定用于二級秒定義和米定義實際復現的標準波長(頻率)推薦值。