中国原子钟2千万年不差1秒 中国对国际时间有了“表决权”

现代社会，时间对人类极为重要。它渗透于人类活动、科学实验、经济建设和国防安全的各个领域。可对大多数人来说，往往只知道年、月、日、时、分、秒和时区，对时间究竟如何而来、1秒钟如何产生并不清楚。日前，中国计量科学研究院研制的NIM5铯原子喷泉钟，2000万年不差一秒，成为国际计量局认可的基准钟之一，参与驾驭国际标准时间。为此，本台记者专访了计量院首席研究员、同时也是国际时间频率咨询委员会中国代表李天初院士，请他对铯原子钟的工作原理以及对人们生活的影响进行介绍。

众所周知，现代国际时间计量单位是原子秒。一原子秒是由铯原子跃迁振荡91.9亿多周所持续的时间。此次NIM5铯原子喷泉钟就是依据这一原理进行工作的。

对于NIM5铯原子喷泉钟成为国际计量局认可的基准钟、参与国际标准时间修正，李天初院士表示，这意味着中国对国际时间从拥有“话语权”到具备了“表决权”。

“时间频率是一个高度国际化的量，以前我们都是参加国际原子时的合作，提供数据，但是我们没有权利驾驭。现在我们的钟由国际时间频率咨询委员会的审查通过，接受作为基准钟之一。原来有7国加上中国8国，用8国铯原子喷泉钟来修正驾驭国际原子时。从这个意义来说，我们原来是参与国际原子时合作，有一个话语权，但现在我们可以驾驭国际原子时的时间，不但有话语权还有表决权。”

现代社会，时间对人类生活极为重要。可对普通人来说，时间的精确度似乎到秒，不耽误工作学习、不影响生活即可。那么，此次铯原子钟的精确度达到2000万年不差1秒，究竟有哪些意义呢？有媒体报道称，一旦美国关闭GPS信号或不能使用国际校准数据，NIM5可独立“守住”中国原子时。对此，李天初院士表示，在经济建设、国防科技、科学研究领域，这台原子钟将发挥重大作用。对一般人而言，其也具有影响深远。像人们业已习惯的GPS定位导航就离不开原子钟的精确计时。中国计量院与国际接轨的时间频率资源，有望为中国北斗卫星导航系统的地面基准时间提供计量支持。

“时间频率和大家最息息相关的是GPS，也就是卫星导航，我们中国的北斗也在做卫星导航，卫星导航就是在天上有20到30颗卫星，每颗卫星都有星载的原子钟。它不太准，要靠地面来校准天上的星。而这台原子钟未来有望为北斗的地面时提供计量支持。”

虽然2000万年不差1秒在普通人眼中已经是精度极高，但对研究人员来说还不能满足。目前，中国计量科学研究院已经开始了下一代NIM6铯喷泉钟的研究，将达6000万年不差一秒。李天初表示，一旦NIM6研制成功，就将标志着中国在时间频率领域进入国际第一梯队。

“NIM6现在已经开始做了，设计完了，开始加工。预计这台钟能到6000万年不差一秒。希望把整个中国时间频率体系提高到国际第一梯队的水平。现在应该说法国、美国、德国、英国这四个国家在第一梯队，这四个国家基本都是6000万年不差一秒。但是美国最近是1亿年不差一秒。6000万年不差一秒差不多铯原子钟极限就达到了，下一代是做光钟。”

铯喷泉钟工作在微波波段，工作在光学波段的光钟具有更好的稳定度和准确度潜力。目前国际最好的光钟的精度研究超过了喷泉钟。中国计量院正在研制锶光钟，力争在未来国际关于修改秒定义的讨论中拥有话语权和主动地位。