我国首次实现空间碱土金属原子激光冷却

空间光钟是太空里最精准的“钟表”，是名副其实的“大国重器”，代表了国家的战略科技力量。5月8日，记者从中国科学院国家授时中心获悉：该中心在中国空间站取得重大科研突破——首次实现空间碱土金属原子的激光冷却。这不仅标志着我国在空间冷原子物理领域迈出了关键一步，还为高精度空间光钟的研制和应用铺平了道路。该研究成果近日在线发表于《中国物理快报》。

原子钟是目前世界上最准确的时间测量工具，广泛应用于卫星导航、通信、电力等领域。“光钟是更高性能的新一代原子钟，未来将作为基准钟重新定义时间单位‘秒’。形象地说，目前铯原子喷泉钟的性能达到6000万年积累误差不到1秒，而光钟可以达到上百亿年积累误差不到1秒。”中国空间站光钟研制技术负责人、国家授时中心研究员常宏介绍，“但是，将实验室环境下运行并且占地十几平方米的地面光钟，做成体积不到1立方米、能在空间发射条件和微重力下运行的空间光钟，不仅需要全新的物理思路，还要面对复杂的技术难题和工程挑战。”

国家授时中心联合中国科学院上海技术物理研究所、国科大杭州高等研究院、国防科技大学等研制出我国首台空间光钟，载荷放置于我国空间站梦天实验舱。作为我国空间站高精度时频系统的最高精度时间频率信号源，空间光钟为我国空天地一体化时频体系的建立提供技术支撑和保障。同时，科研人员持续开展研究，不断攀登高精度空间光钟研制的科学高峰。

在这个过程中，国家授时中心以锶光钟研究组为首的科研团队，在10多年光钟研制的基础上，研制出一套高度集成化的小型空间锶光钟物理系统。“空间光钟物理系统是空间光钟核心技术之一，能够满足火箭运载需求，并能在空间站复杂环境中稳定运行。”常宏介绍，作为一项原创性技术，空间光钟物理系统已先后获得中国、美国、欧盟发明专利授权，并获得日内瓦国际发明展金奖、德国纽伦堡国际发明专利展金奖。

“空间碱土金属原子的激光冷却是高精度空间光钟研制的关键核心技术。后续，随着技术的不断优化和完善，空间领域的激光冷却原子技术将推动我国空间科学研究迈向新高度，为探索宇宙奥秘贡献更多中国智慧和力量。”常宏表示。(记者 张梅)