世界首台冷原子钟在天宫二号号完成科学应用，3000万年误差小于一秒

作为我国第一个真正意义上的空间实验室，天宫二号今天传来捷报：搭载其中的世界首台太空运行的冷原子钟，已经实现预定科学目标，相应科学成果于7月24日作为亮点文章(Highlighting)，在线发表在国际学术期刊《自然·通讯》(Nature Communications)上。
2016年9月25日，天宫二号成功发射并顺利进入运行轨道。由中国科学院牵头负责的载人航天工程空间应用系统，在天宫二号上开展了14项空间科学与应用任务，其中就包括冷原子钟。
今天，中国科学院空间应用工程与技术中心对外发布消息称，冷原子钟在轨近两年时间里，运行正常、状态良好、性能稳定，完成了全部既定在轨测试任务，成功验证了在空间环境下高性能冷原子钟的运行机制与特性，同时实现了天稳7.2×10-16的超高精度——3000万年误差小于一秒，将目前人类在太空的时间计量精度提高1～2个数量级，是基于冷原子的空间量子传感器领域发展的一个重要里程碑。
所谓冷原子钟，就是把原子某两个能级之间的跃迁信号作为参考频率输出信号的高精度时钟，同时利用激光使原子温度降至绝对零度附近，使原子能级跃迁频率受到更小的外界干扰，从而实现更高精度。在微重力环境下运行高精度原子钟则具有更重要意义，不仅可以对基本物理原理开展验证实验，也可发展更高精度的导航定位系统。
不过，在存有地球辐射带干扰以及复杂的空间环境下，稳定运行一台精密的空间冷原子钟具有极大挑战。天宫二号空间冷原子钟载荷分系统单位——中国科学院上海光机所研究团队经过十余年的攻关，突破了微重力环境下运行的冷原子钟物理系统、长期自主运行的冷原子制备与操控激光光学系统、铷原子钟超低噪声微波频率源等一系列关键技术，最终提取出铷原子高稳定的能级跃迁频率作为高精度原子钟信号，在国际上首次实现冷原子钟的在轨稳定运行。