时频专家解读诺贝尔物理学奖与光钟研究.pdfVIP

计量萎萃 噩罩噩噩噩噩噩 帽~l!t讯中心·中瞌叶量 I ~惜黯简 I i惜囊页I it量论坛 l 一中国计量杂志是我酣矗领域的板路燃停曹文件的擎着(旦)收藏æl 工具仅} 帽勤也) IF_!:l X 一 一一← [~J G唱一…一一沁 时频专家 解读诺贝尔物理学奖与光阴研究 口中国计量科学研究院 刘旭红 10月上旬，2012年度诺贝尔物理学奖的获奖者名单在备受瞩目中揭晓此前呼声最高的上帝位子的发 现者意外出局。获奖者为法国科学家塞尔日·阿罗什(Serge Haroche)与美国科学家大卫·维因兰德(DavidJ. Winland) 。二人获奖的原因是他们突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能。 声明哩界限叫 t 7 束 对大多数人来说，塞尔日·阿罗什、大卫·维因兰德这两个完全陌生的名字，其实在业内名气很大， 中国计量科学研究院(以下简称中国计量院)时间频率所所长方占军研究员在采访伊始就告诉记者。 塞尔日·阿罗什和大卫·维因兰德研究小组分别发明并拓展出巧妙的实验方法，在不影响粒子量子力 学性质的情况下，成功实现了对量子系统的测量和操控。他们的突破性研究让原本神秘的量子世界不再 与世隔绝，并使得量子光学的研究向应用发展。 此次获奖者之一的大卫·维因兰德是美国国家标准与技术研究院(NIST)物理实验室与科罗拉多大 学的物理学家。对于此次维因兰德获得诺贝尔物理学奖，作为计量界同行的中国计量院李天初院士和方 占军研究员都丝毫不觉得意外，他在时间频率计量界享有盛名，早在20世纪90年代，他获诺贝尔奖的呼 声就很高。此次可谓实至名归。 中国计量院时间频率所目前承担着拖原子喷泉钟和激光冷却锢原子光晶格钟的研制，参与国际原子 时协作，产生中国计量院世界协调时等工作，与维因兰德团队所属的NIST时间频率处工作交流频繁。虽 然与维因兰德本人不是很熟悉，但李天初和方占军对其研究内容了如指掌。 维因兰德主要工作在原子、分子、光物理研究领域，特别是用激光来冷却囚禁在保罗阱(Paul trap) 的 离子，用囚禁离子的概念来实现量子计算机的量子门。 除了世界各地媒体报道所冠以的离子阱量子计算实验奠基者的头衔维因兰德还被李天初赞誉为 离子存储光钟的鼻祖，并将其主要成就总结为两个方面:一是实验开创了基于离子阱的量子计算技术， 为量子通信和新一代超级量子计算机的诞生提供了可能.二是在离子存储光钟方面的贡献。 维因兰德在师从1989年诺贝尔物理学奖获得者诺曼·拉姆齐(Norman F.Ramsey)期间，曾与拉姆齐共 同提出过原子钟的分离振荡场法等，也是最早提出利用激光冷却离子，利用离子阱囚禁离子的科学家之 一。作为NIST离子存储团队的带头人，1978年维因兰德首次提出了离子光钟的概念，他的团队还研制 出了迄今为止最准确的光钟-一一铝离子光钟。 …~…一……咿………一国 .lif.下I!:l嗣喝.)喝抱回胁 54 中国计量 China Metrology 2012. 12 计量萎萃 !f讯中心，中鄙十量|计量暗自阎|计量囊页|计量论坛|一一中郎+囊杂态是我国计量领剧撒威摞酬艾件(E) 壶酒也) 收藏(13.) 工具(!) 幡助也) ;;: 回归 X 一……一 …~一………「斗锦气……阳Q..l [极端精准，光椭望成为未来新型时间标准盟 可思 现行的时间单位秒是以锚原子在微波波段上的跃迂为基础定义的。中国计量院李天初院士团队 先后研制的两型艳原子喷泉钟是中国复现秒定义的基准装置，准确度相当于1500万年不差一秒。而光钟 是利用原子在光波波段的跃迁来定义时间