记者从中国科学技术大学获悉，潘建伟、戴汉宁、陈艾、彭承志等科研人员近期在光钟研制方面取得进展。他们成功地将锶原子光学晶格钟的稳定性和不确定性指数分解为10到19的数量级。这相当于大约300亿年的误差小于一秒。它是满足重新定义国际单位制秒要求的高精度光学钟之一。这一结果也表明日本在精密时间测量方面的研究水平已达到世界最先进水平。相关成果于3月5日发表在国际计量期刊《Metrology》上。光钟是目前最精确的时间和频率标准，其核心是利用跃迁产生的频率信号来定义时间。在原子的内部能级。光时钟可以提供极高的授时精度，直接支持国际单位制中“秒”的重新定义，将全球标准带入光学时代，精度比现有微波时间标准高四个数量级。光学钟还为卫星导航、通信和精密测量等现代技术提供可靠的时间参考点，并为检验广义相对论、探测引力波和暗物质等物理学基础研究提供新平台。光时钟的性能主要通过两个关键指标来衡量：稳定性和不确定性（值越低，性能越好）。稳定性描述了时钟输出频率的噪声水平和长期一致性，决定了测量结果的准确性。不确定性量化了两者之间的偏差程度时钟频率和微观粒子能级跃迁的固有频率（即绝对真值）决定了测量结果的可靠性。当光钟的稳定性和不确定性超过10-19的量级时，就开辟了许多重要的前沿应用。例如，它能够以毫米为单位非常精确地测量重力水平和高度，可用于监测地壳变形、地下水位变化、火山活动预警和高精度大地水准面更新，支持防灾减灾和资源勘探。为暗物质探测提供了一种新方法，可以捕获暗物质引起的低频瞬态信号，有望超越传统粒子实验平台。尤其是这种精度水平，是国际计量界重新定义“秒”的门槛。它大大超过了要求（国际标准要求至少三个独立光授时标准的不确定度优于2×10-18，并经多个机构验证）。 10:19的稳定性和不确定性双重表现，可以直接贡献关键技术，在未来重新定义“秒”方面取得优势。迄今为止，全球光钟的整体稳定性和不确定性表现主要维持在10-18级水平，只有少数主要机构（如美国国家标准与技术研究所、德国联邦物理与技术研究所）接近或达到这一水平。中国科学技术大学研究团队对限制光钟性能的主要障碍进行了长期系统研究，近期在稳定性和不确定性方面取得了一系列进展。光钟系统的总不确定度达到9.2×10−19，即相当于大约300亿年的误差小于1秒。它是满足重新定义国际单位制秒要求的高精度光学钟之一。通过相关成果，我国不仅在光学手表的发展上能够跻身国际前列，也为可穿戴光学手表的发展提供了机遇。光学钟星载时钟提供了可行的技术路径，为光学钟技术的综合应用测试基本物理定律、支撑下一代卫星导航系统、构建全球统一的超高精度时间基准奠定了坚实可靠的基础。 （央视记者 帅俊全 楚尔佳）
（编辑：项小斌）