（来源：合肥发布）

提起量子力学

很多人的第一印象是神秘

不少人对这门硬核科学充满好奇

中央广播电视总台《开讲啦》邀请

中国科学技术大学教授、

物理学院执行院长陈宇翱

深度解读量子力学与时间计量背后的科学奥秘

“1秒钟”是多长？它的定义其实浓缩了人类认知世界的过程。在古代，人们通过观察日升月落，把一天分成12个时辰，后来又细化为24小时、1440分钟、86400秒，那时候的1秒是地球自转一周的1/86400。但随着科学进步，人们发现地球自转并不均匀，潮汐、地壳运动都会让这个“钟摆”忽快忽慢。

到了20世纪，科学家发现：原子在两个特定能级之间跃迁时，会对应一个频率极其稳定的信号。1967年的“铯原子秒”，用的是铯原子的一段微波信号——把它想象成钟摆，振动约92亿次就是1秒；我们的手机、导航系统里的时间，至今都以它为标准。陈宇翱介绍，如今的锶光钟更进一步：电子在能级间跃迁时直接发出频率高得多的光，“摆动”快了近10万倍，秒也就量得更准。

锶光钟长啥样？镜头里的光晶格钟实验室，没有表盘、指针，取而代之的是密密麻麻的激光器、真空腔体和光学元件。陈宇翱打了个比方，光晶格就像用光在三维空间里编织出的“蛋托”，把原子固定在其中。同时，实验还要满足真空环境、接近绝对零度的低温，以及多个方向激光精密操控等条件。

正是这种极致操控，让原子变得“老实”，提供稳定的频率信号。目前，该团队已将光钟的稳定度和不确定度推进到10⁻¹⁹量级。陈宇翱说：“如果这台光钟一直运行300亿年，它走出来的时间和真实时间相比，误差还不到1秒。”

如此精准的时间测量，不只是实验室里的极限挑战。在航天、导航、深空探测、基础物理研究等领域，高精度时间基准都有着不可替代的作用。陈宇翱表示，目前团队正在推动光钟的小型化和工程化，未来希望它能够搭载卫星，在远离地球噪声的空间环境中，探索更多基础科学问题。

据悉，国际计量大会计划在2030年正式实行新的“秒”定义。中国光钟技术的突破，意味着我国已具备参与“重新定义1秒”的技术实力。