记者7日从中国科学院精密测量科学与技术创新研究院获悉，该院囚禁离子物理研究团队成功研制出第二代液氮低温钙离子光钟，总系统不确定度达到4.4E-19(E-19表示千亿亿分之一)，相当于连续计时约720亿年误差不超过1秒，是目前报道的不确定度指标最高的光钟。
相关成果于近日发表于国际期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)。
据了解，光钟是一种利用光产生时间基准的精密仪器，是迄今人类能够实现的精度最高的时间计量装置，在地球测地学、导航定位系统、通讯网络、城市交通管理等领域，发挥着重要作用。
目前，具有代表性的光频标体系有原子或离子，光钟可分为钙离子光钟、铝离子光钟、锶原子光钟、镱原子光钟等。
中国科学院精密测量院高克林团队从事钙离子光钟研究近30年，于2022年研制出不确定度为3E-18(E-18表示百亿亿分之一)、相当于运行105亿年偏差不到1秒的钙离子光钟。
此次研究在上述成果基础上，创新性发展液氮低温技术路线，攻克黑体辐射频移与离子热运动(宏运动)精密控制等关键技术挑战，研制出总系统不确定度达到4.4E-19的钙离子光钟，将钙离子光钟系统不确定度推进至E-19量级，标志着中国在时间频率基准领域进入国际第一梯队水平。
据介绍，光钟系统不确定度直接决定了未来时间频率基准的准确性和可靠性。这项成果在基础研究领域，将提升对基本物理定律检验的灵敏度，为探索超越标准模型的新物理提供更精确工具；在计量应用方面，将为基于光钟重新定义国际单位制“秒”提供坚实技术支撑；在工程应用层面，将为发展下一代重力测量、精密导航定位等技术提供核心频率基准。
