【儀表網(wǎng) 行業(yè)上下游】2015年7月1日，也就是今天，發(fā)生了一件大事，在今天07:59:59之后，下一秒并不是08：00：00，而是變成了07:59:60,在天文學(xué)上，稱這多出來的一秒叫“閏秒”，其出現(xiàn)是為了調(diào)整“世界時”與“原子時”之間的細(xì)微差異而設(shè)置的。
我們知道原子時鐘的“滴答”來自于原子的轉(zhuǎn)變，在當(dāng)前的原子鐘中，銫原子是在微波頻率范圍內(nèi)轉(zhuǎn)變的，而光學(xué)轉(zhuǎn)變發(fā)生在比微波轉(zhuǎn)變高得多的頻率范圍，因此它能夠提供一個更精細(xì)的時間尺度，也就可以更地計時。這種新研制出來的全光學(xué)原子時鐘的指針在1秒鐘內(nèi)走動時發(fā)出的“滴嗒”聲為一千的五次方(在1后加15個零所得的數(shù))，是現(xiàn)在的時鐘――微波銫原子鐘的十萬倍。所以，用它來測量時間將更得多。
所有時鐘的構(gòu)造都包括兩大部分：即能夠按照固定周期走動的裝置，如鐘擺；還有一些計算、累加和顯示時間流失的裝置，如驅(qū)動時鐘指針的齒輪。在大約50年前研制出的原子鐘增加了第三部分，即以特定的頻率對光和電磁輻射作出反應(yīng)的原子，這些原子用來控制“鐘擺”。目前的原子鐘，就是利用100萬個液態(tài)金屬銫原子對微波輻射做出反應(yīng)來控制時鐘指針的走動。這樣的時鐘指針每秒鐘大約走動100億次，時鐘指針走動得越快，時鐘計算的時間也就越。但是銫原子鐘使用的高速電子學(xué)技術(shù)并不能計算更多的時鐘指針走動次數(shù)。因而，美國科學(xué)家在研究新型的全光學(xué)原子鐘時使用的不是銫原子，而是單個冷卻的液態(tài)汞離子（即失去一個電子的汞原子），并把它與功能相當(dāng)于鐘擺的飛秒（一千萬億分之一秒）激光振蕩器相連，時鐘內(nèi)部配備了光纖，光纖可將光學(xué)頻率分解成計數(shù)器可以記錄的微波頻率脈沖。協(xié)調(diào)世界時是由計量局(BIPM)主導(dǎo)世界各國原子時合作的產(chǎn)物，它產(chǎn)生的其中一個重要步驟，就是利用包括中國計量院在內(nèi)的8個國家計量院所保存的“世界準(zhǔn)”的銫原子噴泉基準(zhǔn)鐘進(jìn)行校準(zhǔn),產(chǎn)生原子時(TAI)。
中國的國家秒長基準(zhǔn)裝置是中國計量科學(xué)研究院研制的NIM5銫噴泉鐘，它與原子時標(biāo)UTC(NIM)共同作為我國的時間頻率基準(zhǔn)，是我國時間頻率計量體系的源頭，其基本作用就是保持時間的連續(xù)運行，產(chǎn)生和保持高度準(zhǔn)確和穩(wěn)定的國家統(tǒng)一使用的標(biāo)準(zhǔn)時間——北京時間。
可以說，中國計量院的NIM5銫原子噴泉國家秒長基準(zhǔn)和國家時標(biāo)基準(zhǔn)，不但為協(xié)調(diào)時世界時貢獻(xiàn)數(shù)據(jù)，擁有話語權(quán),而且通過參與對其校準(zhǔn)而具有了表決權(quán)！
據(jù)了解，正在研制的NIM6預(yù)計2017年完成，屆時準(zhǔn)確度會達(dá)到6000萬年不差一秒。
更準(zhǔn)確地測量時間頻率，是時間頻率研究的永恒主題。據(jù)悉，現(xiàn)行的秒定義在微波頻段，而光學(xué)頻率比微波高10000倍，工作在光學(xué)頻率的光鐘比微波銫噴泉鐘有更好的穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度潛力。主要發(fā)達(dá)國家正在研制各種基于不同原理的光鐘，準(zhǔn)備在2019年討論修改秒定。
