我國銫原子噴泉鐘獲準參與駕馭國際標準時間

2000萬年不差一秒
我國銫原子噴泉鐘獲準參與駕馭國際標準時間為國際統(tǒng)一時間作修正

　　8月7日，國際計量局（BIPM）正式通知：中國計量科學研究院研制并運行的“NIM5銫原子噴泉鐘”通過評審，被接收為國際計量局（BIPM）認可的基準鐘之一，參與駕馭國際原子時（TAI）。這標志著我國成為世界上少數(shù)幾個能參與駕馭國際標準時間的國家，在國際標準時間的產(chǎn)生過程中不僅具備了話語權，更具備了表決權。  

　　國際標準時間是如何產(chǎn)生的  

　　目前全球統(tǒng)一使用的國際標準時間是由國際計量局主導的協(xié)調(diào)世界時（UTC）。國際計量局將分布在全球53個國家70多個守時實驗室的400多臺原子鐘所報送的數(shù)據(jù)進行加權平均，再利用獲其認可的少數(shù)幾個國家計量院研制的“世界上最好的基準原子鐘”數(shù)據(jù)加以校準，產(chǎn)生國際原子時（TAI），再經(jīng)閏秒即產(chǎn)生UTC。  

　　在國際標準時間的產(chǎn)生和維護過程中，獲得國際計量局認可的這幾臺“世界上最好的基準原子鐘”數(shù)據(jù)如同準星一樣駕馭國際原子時，發(fā)揮著舉足輕重的作用。迄今為止，除了中國的NIM5，先后只有法、美、德、意、日、英、俄7國的14臺銫原子噴泉基準鐘得到國際計量局的認可，參與駕馭國際原子時。     2000萬年不差一秒  

　　NIM5是在科技部和國家自然基金委的支持下，由中國計量科學研究院研制的第二型銫原子噴泉鐘，2010年通過專家鑒定。目前其不確定度為1.5×10-15，相當于2000萬年不差一秒，穩(wěn)定性達到了年運行超過300天、30天準連續(xù)運行率大于99%的世界先進水平。  

　　NIM5作為我國時間頻率體系的源頭，可定期校準中國計量科學研究院原子時標UTC(NIM)，改善其頻率穩(wěn)定度，同時參與國際合作，駕馭國際標準時間；非常時期，一旦美國關閉GPS信號或不能使用國際校準數(shù)據(jù)，NIM5可用于獨立駕馭守時鐘組，守住中國原子時，使我國時標系統(tǒng)保持5×10-15的高準確度。  

　　躋身駕馭國際原子時行列，對任何國家來說都是一件具有長遠戰(zhàn)略意義的大事。今年4月，NIST（美國國家標準與技術研究院）的第二臺噴泉鐘Cs-F2獲準駕馭國際原子時。為此NIST專門召開發(fā)布會，正式宣布Cs-F2和Cs-F1并行運行，并作為美國民用時間頻率基準。Cs-F2的不確定度達到了3億年不差一秒的水平，堪稱目前全世界最準確的時鐘。  

　　準確可靠的時間頻率系統(tǒng)是重要的基礎戰(zhàn)略資源，許多重要領域，如交通、金融、智能電網(wǎng)、移動通訊、計算機網(wǎng)絡、衛(wèi)星導航等的安全運行，都要依靠高精度的時間頻率計量。  

　　縱觀科技發(fā)展歷程，每一次計時能力的突破都會帶來革命性的技術進步，時間頻率和原子鐘領域已產(chǎn)生了6項諾貝爾獎。國際時間頻率咨詢委員會（CCTF）頻率基準工作組（WGFPS）主席、NIST-F2項目負責人斯蒂芬·杰夫茨博士說：“在過去建造原子鐘的60年里，我們了解到，每當我們建成一臺更好的鐘，便會催生出一些無法預期的新應用。”  

　　邁入國際先進行列“第一梯隊”  

　　NIM5被國際上的認可，標志著我國銫噴泉鐘研究達到了世界先進水平，但和先進發(fā)達國家特別是美國相比還有較大差距。  

　　為此，在科技部、財政部和國家自然基金委的支持下，中國計量科學研究院正在進行新一代銫原子噴泉鐘NIM6的研制，目前已進入調(diào)試階段，全部完成后時間頻率不確定度將達到5×10-16，相當于6000萬年不差一秒，步入國際先進行列的“第一梯隊”。

　　與此同時，具有更高準確度潛力的鍶原子光鐘的研究工作也已正式開展。目前已實現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)鎖定，近期將向國際時間頻率咨詢委員會（CCTF）提交絕對頻率測量數(shù)據(jù)并參與國際推薦值的計算。光鐘被公認為下一代時間頻率基準，預期完成后時間頻率不確定度將達到5×10-18，相當于幾十億年不差一秒。對于2019年后，我國在國際“秒”的重新定義問題上爭得發(fā)言權和主動地位具有重要意義。

有個問題請教下：前面說NIM5不確定度達到1.5×10-15，為什么后面說美國關閉GPS后我國的時鐘保持5×10-15的準確度？