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澳大利亞研究人員首次在海上測試了一種新型便攜式原子鐘。這項技術有望為下一代導航、通信和科學系統(tǒng)提供關鍵支撐。該研究由阿德萊德大學光子學與先進傳感研究所團隊完成，相關成果發(fā)表在最新一期《光學》期刊上。

原子鐘是目前世界上最精確的計時設備，是GPS導航、電信網絡和射電天文學等系統(tǒng)的基礎。然而，大多數高性能原子鐘需要在嚴格控制的實驗室環(huán)境中運行，難以攜帶，也不適用于復雜多變的實際環(huán)境。新開發(fā)的設備有望改變這一局面。

該裝置基于激光冷卻鐿原子，通過測量特定原子躍遷頻率實現高精度計時。相比傳統(tǒng)原子鐘，其精度更高，同時具備可移動、可在非理想環(huán)境中運行的特點。

為驗證性能，研究團隊于2024年7月將該設備運至澳大利亞皇家海軍提供的一艘艦船上，在海上連續(xù)運行數天。結果顯示，在振動、晃動及溫度變化等復雜海洋環(huán)境中，該原子鐘仍保持與實驗室測試一致的高性能。據介紹，這是激光冷卻光學原子鐘首次在海上實現運行驗證。

項目負責人、光子學與先進傳感研究所首席創(chuàng)新官安德烈·盧滕表示，在艦船上測試原子鐘是一個重要里程碑。海洋環(huán)境中的振動、晃動以及溫度變化，與實驗室環(huán)境截然不同。能夠在這樣的條件下穩(wěn)定運行，說明這項技術已經具備走向實際應用的能力。

由于應用潛力巨大，便攜式原子鐘正受到全球關注。在導航領域，這類高精度時鐘可支持未來即使在衛(wèi)星信號受限或中斷情況下仍能工作的定位系統(tǒng)；在通信領域，可提升大規(guī)模數據傳輸網絡的同步能力；在射電天文學中，高精度計時有助于實現全球望遠鏡觀測數據的精確協(xié)同。

目前，研究團隊正進一步優(yōu)化該技術，并計劃開展更多實地測試，以期在未來幾年內推動超高精度便攜式原子鐘在科研、商業(yè)和國防等領域的應用。