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国家授时中心：我国唯一的专门、全面从事时间频率研究的科研机构，负责北京时间的产生、保持和发播。自上世纪60年代起，一代代科研人员扎根陕西临潼，接续奋斗，通过对授时服务系统的研发和升级，不断校准“北京时间”，有力地助推了我国各领域科学研究和经济社会发展。 一秒钟，是手表秒针的一声“滴答”；在秒以下按千分之一逐级递减，还有毫秒、微秒、纳秒、皮秒、飞秒、仄秒等时间计量单位。 “1纳秒是十亿分之一秒。北京时间与国际标准时间的偏差从2013年就缩小到10纳秒；2017年以来，一直小于5纳秒。达到这样的水平非常不容易。”中国科学院国家授时中心主任、首席科学家张首刚说。 走进中科院国家授时中心的时间频率基准实验室，显示屏上的时间数字有节奏地变动着……事实上，我们日常使用的国家标准时间“北京时间”，是从这里——陕西临潼产生并发播到全国各地。 性能先进的冷原子铯喷泉钟、冷原子锶光钟，国际首款激光抽运小铯钟产品，世界体积最小的高性能微型原子钟……一心在一艺，中科院国家授时中心量子频标研究团队近百人默默坚守、倾尽全力，持续校准国家标准时间…… “许多行业的发展对时间精度的需求越来越高，我们对原子钟的研制也就没有尽头” 原子钟跟我们日常生活里的钟并不一样。走进国家授时中心的“铯原子喷泉钟实验室”，首先映入眼帘的是一个近2米高的桶状物理系统，研究员阮军正调试着这架精密仪器——铯原子喷泉钟…… 原子钟分守时型原子钟和基准型原子钟。守时型原子钟环境适应性强，能够常年连续可靠运行，用于连续产生和记录时间信号。基准型原子钟则更为精准，原子内部有不同的能级，当原子在两个能级间跃迁时，将吸收或释放固定频率的电磁波。通过调整和控制外界电磁场振荡频率，跃迁概率始终保持最大，使得外加电磁场振荡频率和原子辐射或吸收电磁波频率一样，从而获得更加精准的时间频率。 “北京时间使用了40多台连续运行的不同类型的守时型原子钟，综合产生稳定的原子时。然后，利用这台铯原子喷泉钟进行校准，产生既稳定又准确的原子时。”铯原子喷泉钟是目前世界上最好的基准型原子钟。阮军说，“我们的工作就是让原子钟的性能更加优异。” 为什么要用“更加”这个词？他笑道，“许多行业的发展对时间精度的需求越来越高，我们对原子钟的研制也就没有尽头。”一台钟、10平方米，他已经“守”了16年。 这几日，阮军想见到自己读博期间的导师张首刚并不容易：张首刚不是守在实验室，就是奔波在全国各地；办公室一角，立着一个小而旧的旅行箱。只要不出差，他办公室的灯光会亮到凌晨，十几年来皆是如此…… “授时服务系统是一项重要的基础设施工程，时间的精密测量是一些科学研究的基石。”张首刚说，“比如，广播电视发播控制需要毫秒级精度，4G通信的基站同步需要微秒级精度，卫星导航需要纳秒级精度。” “为国家做一台自己的铯原子喷泉钟”，是张首刚一直以来的梦想…… 2005年，张首刚留学归国，从一个人、一颗螺丝钉开始，组建起一支量子频标研究团队。阮军是张首刚回国后指导的第一个博士生。“读博之前我是学物理理论的，很少动手做复杂的实验。一开始参与这么精密的设备研制，好像所有的仪器都在跟自己作对似的。”阮军说。 让科学原理“落地”，要付出难以想象的心血。“比如，微波辐射性强，哪怕器件泄漏比手机信号微弱几万倍的信号，也会影响原子内部能级，导致原子钟的准确度变差。如何减少微波泄漏，一度成为课题组最头疼的问题。经过多次研讨和大量实验，我们最终选择了通过铟丝密封6处接口的方案。但如果其中一处存在问题，我们都需要重新装配。”阮军说，“仅仅这一环节，就花了我们一年半的时间；而一台钟的制造，要经历成百上千个类似这样的精细环节。” 问题叠着问题，是授时团队面临的常态。课题难以突破的时候，阮军会开车到秦岭脚下转一圈，给自己放空一两个小时，然后再重新扎进工作中，“曾经也陷入过自我怀疑，但后来心态好了很多。问题是无穷无尽的，每一点进步都值得欢喜。”阮军说。 “默默无闻，专心致志，老一辈的精神时刻激励着我们，一定要把接力棒好好接住” “我们的量子频标研究团队成员平均年龄在三四十岁，新一代风华正茂，但老一辈的工作态度、精神风范，时刻影响着我们……”张首刚说，在国家授时中心的发展历程中，有很多令人感动的故事和人物，81岁的前陕西天文台（国家授时中心的前身）台长漆贯荣就是其中之一…… “就算一块石头一块石头地搬，也要搬出一座天文台。”漆贯荣向年轻人这样讲述授时台的建设过程。1966年，国家决定在陕西蒲城建设专用无线电短波授时台，也就是陕西天文台。一批科学家和大学生从北京、上海、南京等地奔赴大西北。漆贯荣是最早参与短波授时台建设的23名大学生之一。 “既搞科研，又当工人。初到蒲城，我们每人一副帆布手套，卸钢筋、拉水泥，不分昼夜地工作：没有吊车，我们就在地上铺上钢管，将几吨重的机器一点点往前挪；冒严寒、斗酷暑，吃的是冷馍，有时连个像样的菜都没有，只有醋和盐……当时，我身高1米78，体重只有120斤，有严重的低血糖。很多同事都有这毛病，遇到同事出差，我们常请他们带点白糖回来。”漆贯荣回忆。 虽然条件艰苦，年轻的科研人员还是很踊跃，“有个同学没被分配到这里，自己买火车票一路赶来，争取留在这里工作。”漆贯荣说。 1971年，国家标准时间专用短波授时台正式发播，我国具备了自主可控的、全国土覆盖的、连续可用的陆基无线电授时能力。紧接着，越来越多的建设者从全国涌向陕西，为建设更高精度的无线电长波授时台扎下根来…… “一代代科研工作者选择扎根在这里，一干就是一辈子。爱国奉献，是我们的精神底色。”国家授时中心党委书记窦忠说。 34岁的副研究员曹明涛去年来到国家授时中心，现从事量子中继和量子存储研究工作。曾有几家单位想高薪聘请他，都被他婉拒……“我的研究领域相对前沿，在这里，我所学的本领更能为国家所用。”曹明涛说。 国家授时中心的老传统时时浸润着这位年轻的科技工作者。在家属区，碰到退休的老研究员们，曹明涛总要迎上去攀谈几句：“一位老前辈跟我讲，当时没有自动化的天文观测设备，他就用肉眼边观测边记录，整整持续5个小时，观测结束时腿都有点站不住了……” 曹明涛感慨，“默默无闻，专心致志，老一辈的精神时刻激励着我们，一定要把接力棒好好接住！” “我们在打造一套空天地立体交叉授时系统，对科学研究和经济社会发展都有重要意义” “怎么这时候想起给我打电话了？”“爸，你最近工作忙，知道你现在肯定是一个人在办公室，慰问慰问你嘛……”晚上11点多，女儿的一句问候让张首刚心里暖流涌动…… “跟家里聚少离多是常态，女儿今年快30岁了，待在一起的时间可能不到4年。”提起家人，张首刚的眼眶湿润了…… 同事们都夸他有旺盛的精力，但拉开他办公桌的抽屉一看，里面塞满了药盒，“每天都要喝3杯咖啡，但也不能多喝。”张首刚说。 忙，是他们的常态。 一回到办公室，副研究员孙富宇马上换上舒服的拖鞋，他连续两周没睡过一个
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狗仔卡
發表於 2022-6-27 14:47:12
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