冰河期零下273度 4200万年误差仅1秒冷原子钟是世界上最“高冷”的钟( 三 ) 原子钟

我只在小时候看动画片的时候听说过绝对零度的概念，印象相当深刻。可能和我差不多年纪的人都看过这部漫画——《圣斗士星矢》。电影里有一个叫冰川的圣人。当冰川升级到最后，它可以打出钻石和星星，冻结他的主人。那一拳叫做绝对零度。
什么是绝对零度？绝对零度可以冻结所有原子。我们知道零度会使水结冰，变成固体；零下200℃空气体会变成冰和固体；当温度为273.15℃时，原子将静止不动并被冻结。这个温度被称为绝对零度。
2000年毕业后，我来到了中国科学院上海光学与精细力学研究所。当时发现国内只有上海光学力学研究所在进行激光冷却实验，于是跑过去。没关系，我一头扎进冷原子的世界20年了。
冷原子钟很难
使用冷原子可以大大提高原子钟的精度。但是如何使用这个原子钟呢？看这张图，这是星间链路图。

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从图中可以看到北斗等导航系统的星载原子钟。如果在这个星间链路中空之间有一个冷原子钟，那将是一场灾难。这个空冷原子钟可以将其超高精度直接点对点传输到所有卫星。
众所周知，卫星上的原子钟必须与地面上的冷原子钟进行比较才能获得相应的精度。但是，由于天地之间有大气，云层和电离层的变化会在比较过程中引起波动。
如果天上有高精度的基准，岂不是所有原子钟的精度都直接提高了？因此，冷原子钟的应用前景十分广阔。
如果我们实现了这个愿景，就可以将目前导航系统的定位精度从10米降低到米以下，甚至降到厘米和毫米以下。那时，无人驾驶的智能汽车真的可以被广泛使用。但是把一个冰冷的原子钟送上天堂是非常困难的。

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冷原子钟技术非常复杂。现在，发达国家只有十几个国家实验室有冷原子钟技术。每个人都希望把这么冷的原子钟送到空。
冷原子钟很难发展
自1997年以来，欧洲航天局开始了它的空冷原子钟计划。他们把这个钟叫做法老钟，这个钟已经发展了20多年，还没有发射成功。1999年，美国宇航局启动了一个类似的项目。
中国肯定不会落后，因为我们的科学家意识到，在这个领域我们绝不能落后。2005年，我们开始了自己的空冷原子钟发展计划。
结果如何呢？到目前为止，欧空局和美国宇航局还没有实现他们的目标，但中国将在2016年实现。这就是天宫二号空之间冷原子钟的由来。

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那么，是什么样的研究团队制造了世界上第一个空冷原子钟呢？这是我们实验室的创始人王玉柱院士。

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在王院士的领导下，三代科学家研究原子钟已经50年了。我们是第一个开始激光冷却原子实验的团队，是第一个制造中国投入使用的第一个原子钟的团队，也是第一个制造空内冷原子钟的团队。
2000年加入团队，开始做激光冷却实验。五年后，我们在中国制造了第一个玻色-爱因斯坦凝聚体。当时我们的激光冷却技术非常成熟，于是开始制造空冷原子钟。这是我们从一个完全空白色的实验室里造出来的空冷原子钟的原理原型。