作者：成舸 徐珣 来源：科学网 www.sciencenet.cn 发布时间：2015/9/30 13:35:21

国防科大研究团队成功实现汞离子俘获

科学网讯（记者 成舸 通讯员 徐珣）近日，国防科技大学光频标研究团队成功实现了汞离子的俘获，并通过专家测试和阶段性验收。这标志着该团队继2013年突破深紫外连续激光技术后，再次攻克“俘获汞离子”这一关键技术。至此，我国科技工作者在研制汞离子光钟道路上迈出阶段性的重要一步。

光钟是目前最精确的时间测量工具，而目前汞离子光钟是世界上公认最难研制的光钟系统之一，不仅可用于量子精密测量，也可用于深空探测和提高卫星导航系统精度等领域，准确性比现有的微波原子钟高出3至5个数量级，不确定度可低至10的负18次方，相当于运行百亿年才差1秒。

据介绍，与其他光钟系统相比，汞离子光钟的能级结构更简单、能级间距更大、对环境变化更不敏感，更易产生稳定、可靠的原子钟跃迁信号。然而，其实现难度非常大：一是所需的深紫外连续激光极难实现，二是因汞离子质量大，需要很大的高频电场电压，且极易与真空实验环境中残留的氢等物质发生反应，因此“俘获”条件极为苛刻。目前，国际上仅有美国标准技术研究院（NIST）实现了该系统。

国防科技大学光频标研究团队在国家“863”计划项目和国家自然科学基金支持下，从2011年开始从事该研究，并于2013年首先攻克深紫外连续激光技术。这一次，研究人员采用了离子阱方法，在目标汞离子周围布设了一圈“橡皮筋”样的高频电场将其“囚禁”，成功攻克汞离子俘获技术，为汞离子光钟系统的研制攻克又一难关。

据悉，当前的时间频率标准于1967年国际计量大会上通过，以铯原子的能级跃迁时间为基准定义秒，已使用近半个世纪之久。国际组织正在计划重新定义秒，若相关研究取得进一步进展，我国科技工作者将有望参与其中。