运行6000万年,误差不到1秒!中国自研的时钟有多牛?

科学怂叔 2025-02-10 10:40:56

中国自主研制“超级时钟”,连续运行6000万年误差不到1秒,成为目前世界最先进的计时设备,那这个超级时钟有什么用,它到底有多牛呢?

原子钟

此“时钟”可非彼“时钟”,超级时钟又名原子钟,虽然和机械钟、石英钟一样是用来计时的,但在精确度方面可是天差地别。

像原子钟是利用原子构建一个类似电子振荡器的装置,因为原子内部能够产生周期性的电磁波,当振荡器产生的电磁波频率与原子电磁波频率匹配时,就可以形成时间信号的输出,计时精度大约每7年就会提升一个数量级。因此原子钟是世界上最准确的时间获得和测量工具,属于是一个国家的战略资源。

如今随着技术的不断提升,原子钟的精度从每2000万年误差一秒,提升到了现在连续运行6000万年误差不足一秒,这样高精度时间的测量也让它在多个领域得到应用。

原子钟的应用

总结来说:它既是导航卫星的“心脏”,又是导弹的“眼睛”,毕竟只有实现十亿分之一秒的纳秒,才能实现准确的卫星定位导航。像目前全球四大卫星导航都是依赖原子钟提供精确的时间信号,从而确保定位的准确性。

就拿我国的北斗卫星来说吧,它主要是通过测量时间来测距达到导航定位的目的,而这个测量时间则是,通过测量卫星与地球同步轨道的地面原子钟时间差,来计算用户设备的地理位置。为了避免原子钟故障无法授时,一般每颗导航卫星都会配备3-4台原子钟确保准确,毕竟一旦原子钟失效将会直接导致导航卫星瘫痪。

就比如2024年2月,欧洲伽利略导航系统24颗导航卫星全部失联,原因就是精确计时设施运转时发生了授时错误导致的,而且要想提高制导武器的命中率,就必须提高计时的准确度,否则就会出现差之毫厘,失之千里的后果,可见原子钟有多重要了。那是不是就有人好奇了,我国自主研制的这个“超级时钟”究竟有多厉害呢?

超级时钟有多厉害

我国从购买其他国家的原子钟,到自主研制铷原子钟,再到如今更高精度的氢原子钟,我国标准时间的性能已经提升到了现在的世界第二,实现了北斗卫星核心器件的自主可控,也表明了我国北斗系统的“心脏”越来越强劲。

像我国安放在中科院授时中心的铯原子喷泉钟,就是世界上目前在应用的最先进计时设备,即便是连续运行6000万年误差不足一秒,目前我国科学家还在建设一个覆盖天地“超级时钟”,通过地面激光搭载高精度的时间信号,与空间站时钟进行校对,是世界上独一无二的空天地立体交叉国家授时体系,建成之后,还将支撑起我国6G和7G的通信发展,让我们为中国点赞。

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科学怂叔

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