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( 四 ) 原子钟

我记得很清楚，2010年12月，团队突然接到北京的电话，所有成员都被叫到北京航天城。在航天城旁边的一家酒店里，我们开始了一项封闭式的研究:从早上9: 00到晚上9: 00，一群专家日夜不停地给我们开会、讲课。
你上什么课？参加航空工程课程。为什么要上航天工程课？因为我们从事物理研究和科学研究，我们每天只做实验，但是现在我们国家要求我们把这个实验搬到天上去。
听完相关报道，我们整个后背都是冰凉的，汗津津的。为什么呢？看这两张对比图。紫色部分是当时实验室里原型机占用的空房间，红色部分代表天宫二号上冷原子钟占用的空房间。

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天宫二号将搭载十四个高精度科学仪器和载荷，大大减少了留给冷原子钟的整个空空间。除了/这是一个笑话！要知道，当时的原型机重达500多公斤。而且要求整个冷原子钟长度不超过一米，高度不超过半米。
更不可思议的是，冷原子钟的功率只能达到100瓦。100瓦是什么概念？现在一台台式电脑有几百瓦的功率，一台高速微波炉有1000多瓦的功率。100瓦能做什么？
现在，让我解释一下什么是激光冷却原子。左边的图片是风暴的云图。风暴的中心被称为风暴眼。暴风眼的状态其实很安静，但是暴风眼外的物体会被强大的力量挤压。

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激光冷却的概念是在原子周围创造一个场，用激光在原子周围创造一个笼子，这样就把原子抓在里面不让它出来。然后不断冷却，不断吸收消化它的能量，最后让原子在里面休息。可以想象，至少要从X、Y、Z三个方向束缚原子，使原子无法逃逸。
好的，概念很清楚。目前，我们至少需要六个激光器来指向原子，这样我们就可以抓住里面的原子，防止它们出来。但是我们能用100瓦的能量做什么呢？
我们最多只能有两个激光器。正常情况下只能用六个激光器做的事情，现在就让我们只用两个激光器来做吧，根本做不到！但是工作必须完成。最后，我们做了这样一个系统。
这个系统是通过两束光的多次反射来完成的，这样就不会浪费一点能量。我们最终制作了一个原子激光笼，并把原子放入其中。这个图也是我们空中冷原子钟的工作原理图。

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在空之间做一个冷原子钟有多难？
在Tai 空中，我们希望原子被冷却、囚禁，然后每隔几秒钟就被抛出。我们希望它沿着一条特定的直线以非常缓慢和均匀的直线运动，这种运动是循环的，并且持续数年。在这个过程中，必须完成各种精确的原子级操作。制造这样的空冷原子钟非常非常困难。
从2010年10月接到任务到2016年交出正品样品的五年时间，让人难以忍受。我不想回忆当时的场景，因为我们从早到晚都在实验室里，没有白天也没有黑夜，也不知道外面四季的变化。