回眸北大-211工程-(八)——让中国人把握最准确的
来源:林志玲网 发表于2019-07-16 19:28:30 编辑:袁隆平
摘要: 编者按:十年前,国家为执行科教兴国的巨大战略,启动了在我国教育和科学展开史上具有开创性含义的211工程。工程的施行,在学科建造、人才培育、科

编者按:十年前,国家为执行“科教兴国“的巨大战略,启动了在我国教育和科学展开史上具有开创性含义的“211工程”。工程的施行,在学科建造、人才培育、科技立异等方面为北京大学这样一所百年名校的展开,供给了重要的物质支撑和精力支撑。在短短的十年左右的时刻中,全体师生联合前进,开拓立异,以奋发向上的精力面貌和丰盛的学术科研效果,为中华民族的前进不断作出着新的奉献。我们将接连推出——回眸北大“211工程”的系列报道,让我们在了解和思考中,进一步增强建造世界一流大学的豪情壮志,在新阶段的前史征途中,不负国家和公民的希望,书写愈加光辉的华章。

2006年4月17,18号北京大学将承受“211”工程二期项意图查验。 “构建新一代原子钟研讨渠道”正是“211工程”中重要的一个项目。在迎候查验前夕,记者特别采访了该项意图带头人、北京大学信息科学技能学院副院长、博士生导师、量子电子学研讨所所长、教育部量子信息与丈量试验室主任陈徐宗教授。

记者:陈教授您好!首要十分感谢您在百忙中承受我的采访!您知道再过10天我们北京大学就要承受“211”工程二期项意图查验,您能够谈一下在曩昔几年中我们这个项目取得“211”工程赞助的资金数额以及在这些资金的赞助下推动了哪些研讨项目,展开怎么呢?

陈教授(以下简称陈):好的,我也正想使用这个时机向我们陈述一下。在曩昔几年中我们这个项目取得了“211工程”二期资金300百万,使用这批资金我们首要做了三件事:

榜首,研发成功我国(也是世界上)榜首个长时刻接连作业的光轴运铯原子钟(至今已接连作业2年多),长时刻安稳度达:10-10,准确度抵达10-11打破了美国等的禁运,满意国内地上高精度小型化原子钟的需求;

第二,研发出高性能的铷原子钟,使铷原子钟安稳度从现在的1×10-13/日进步到2-3×10-14/日的世界先进水平,该原子钟已被选为我国二代卫星导航体系的中心部分;

第三,我们树立了新式原子钟的根底研讨渠道,该渠道能够展开以超冷原子与超高精度光学梳状发生器为根底的新式原子钟研讨,取得的效果为:

(1)完成了玻色—爱因斯坦凝集,取得了我国安稳最低的物质资料,温度为50纳开尔文,而绝对零度是0开尔文,我们知道绝对零度是无法完成只能接近。

(2)完成了多种原子激光(包含:脉冲原子激光、接连原子激光、准联络原子激光、磁场加快原子激光等)。世界上共有43个试验室取得了玻色—爱因斯坦凝集,其间只要8个取得了脉冲原子激光,我们北大量子电子试验室便是其间之一。而接连原子激光世界上只要2个试验室取得,一个是2005年诺贝尔物理学奖取得者德国慕尼黑大学教授、马克斯普朗克-l量子光学研讨所所长Theodor.W.Hansch教授领导的小组,另一个便是我们北大的试验室。

(3)树立了高精度飞秒锁相光梳与半导体激光频率规范丈量体系。使用此渠道,我们取得了世界973项目:“超冷原子光晶格微波原子钟”、“主动式钙原子光钟”、“主动式钙原子光钟”与国家自然科学严重基金项目“光学频率向微波频率精细传递”等项意图支撑。

记者:听了陈教授的介绍,真是欢天喜地!陈教授,我对您方才说到的一些比较专业的术语比如玻色—爱因斯坦凝集、一些数据的实践概念都不是彻底了解。别的我也想问一下原子钟的作业原理。

陈:首要玻色—爱因斯坦凝集是爱因斯坦在70年前提出的,我们知道在常温下原子是很活泼的,很难操控,而抵达必定低温后一切的原子会表现出同一个状况构成一种“凝集”。打个不恰当的比如——原本操场上有许多穿戴各种衣服在训练的同学,他们打球、踢球、跑步等等,而现在让他们都穿上一致服装做广播体操,而且假定每个人都是如出一辙的。而玻色—爱因斯坦凝集状况下的原子就相似这个景象。至于上面所说的一些数据,10-12也便是说原子钟30万年差一秒,我们现在研发成功的10-15也便是说3000万年差一秒。

而天安稳度我们这样说吧,卫星在作业进程会呈现误差,每天都要调整,假如卫星带着的原子钟天安稳度高,那么调整起伏就比较小,调整起来就比较便利。至于原子钟的作业原理嘛,我们知道电子在原子内进行越迁能动。原子钟便是靠电子在原子内跃迁时发光的频率来计时,它的振荡频率最安稳,已成为世界上精度最高的钟。

记者:多谢陈教授的介绍!我从您方才的介绍中能够知道原子钟在航天方面的使用挺广泛,那您能够给我详细讲一下这项技能的用处吗?

陈:原子钟首要运用在航天、通讯、国防范畴。因为原子钟极高的安稳度所以在航天器、远距离通讯以及准确制导方面有着宽广的使用远景。我们现在正研发一种小型原子钟,只要电子手表那么大,使用扣子电池就能够作业。别的上面说到10-15是3000万年差一秒,假如我们进一步把准确度进步到10-18 ,便是300亿年差一秒,而大爆炸以来是50多亿年,也便是说比地球年纪还长,那么我们就能够对地球生命的演化进行进一步的研讨。爱因斯坦狭义相对论提出,光不会跟着时刻改动。但光可能会随时刻渐渐改动,当我们的精度抵达18位有用数字时就能测出来。我们现在达到了15位有用数字,正在尽力抵达18位,到那时就能够查验爱因斯坦理论的正确与否。从而为往后的理论研讨拓荒路途。

记者:看来原子钟技能的确是很顶级的科学,我在预备这次采访的时分了解到1997-2005年8年中3次诺贝尔物理学奖都是颁发了与原子钟和精细丈量相关范畴的科学家。这是不是阐明我们这个范畴是十分前沿的?

陈:是的,的确能够这么说。所以我也十分敬佩校领导把我们这个项目列为“211工程”赞助项意图真知灼见。在北京大学“211”工程二期工程经费的赞助下,量子电子学研讨所树立起了与世界接轨的高性能原子钟及其精细丈量关键技能的研讨渠道,使整体研讨水平有了很大进步,在高性能原子钟(星载铷钟和光抽运小铯钟)方面抵达世界先进水平,并树立起了研讨超高精度原子钟的精细丈量根底研讨渠道。别的自行设计树立了飞秒光梳频率发生器以及多种新式半导体激光频率规范,为下一步参加世界竞争,展开超高精度(优于10-17)的原子钟与光钟的研讨奠定根底。一起试验室的研讨环境和人才培育环境也有了跨越式展开,专业研讨部队不断加强。别的我们还积极展开了与世界同行的学术沟通。我们知道世界上从事这项研讨的基本上都是世界上最最好的校园的试验室,如美国哈佛,英国牛津、剑桥,法国巴黎高师,日本东京大学,德国Max-Plank量子光学研讨所。在曩昔几年中,我们招待国内外专家28人次,均匀每年招待诺贝尔奖取得者2人,一起派出沟通13人次。

记者:陈教授您方才提了一下人才培育,我们知道做科学研讨是一项十分辛苦的作业,能够给我介绍一下您的团队和试验室吗?

陈:在“211”经费的赞助下我们购买了包含半导体激光器、飞秒激光器、高稳晶振、频标比对器、主动频率测验体系等,大型专业仪器设备有了很大改进,一起新建了150平方米的超净试验室,添加了300多平方米研讨生学习室,使学术环境有了跨越式展开基本上与世界接轨。当然,现在比较突出的试验室房子严重的问题还有待进一步处理。人才培育方面我们这些年共培育了博士研讨生21人,硕士研讨生34人,其间已结业博士生9人,硕士生33人。引入“长江奖赏方案特聘教授”1人,国家“21世纪百千万人才工程国家级人才”1人,新添加青年副教授3人,延聘国内外闻名兼职教授5人。我们这些科研人员基本上都是早上8点按时上班,晚上要11点今后才脱离试验室,一周7天除了周日处理一些个人以及家庭事务,其他6天都是这样。所以我十分感激我的团队,正式我们的尽力作业才有今日这样的成果。

记者:陈老师,我们讲了那么多,我对我们这个范畴也有必定了解了,我能够观赏一下试验室吗?

随后,记者在陈教授的带领下来到了地下一层的试验室,陈教授指着一台台试验仪器耐性的给记者叙述各种用处。在观赏进程中科研人员在试验仪器前辛勤作业、一丝不苟。观赏完试验室陈教授把记者送出门又投入作业之中。

人物简介:

陈徐宗,1958年4月出世,江苏省苏州市人,北京大学电子学系教授,博士生导师,北京大学信息科学技能学院副院长,量子电子学研讨所所长,教育部量子信息与丈量要点试验室冷原子物理与量子精细丈量试验室主任。1993年于中科院上海光机所获博士学位,1993-1995年在北京大学电子学系做博士后,1996-1997年在日本工业技能研讨院任特别研讨员,1995年起任北京大学电子学系副教授,2000年任教授,2003-2004年德国海德堡大学等拜访教授。陈徐宗长时刻从事研讨作业,1994年起开端参加筹建北京大学激光冷却试验室,于1996年完成了国内榜首个磁光阱,于2000年在国内榜首个完成了原子喷泉, 2001年起领导北京大学冷原子小组展开玻色-爱因斯坦凝集的试验研讨,战胜种种困难,于2004年4月取得高质量的玻色-爱因斯坦凝集,2004年末取得我国榜首个原子激光,使北京大学的冷原子物理试验研讨挤身世界先进队伍;其间,使用马越让那跃迁取得多自旋态重量凝集体的研讨引起了国内外同行的高度评价。此外从1997年开端在国内首要领导研讨630nm波段外腔半导体激光频标,在世界上初次观察到几十组碘分子强跃迁超精细谱线,初次在世界上进行了半导体激光五次微分稳频,取得了安稳度为10-11的激光输出。在试验上独立展开了具有北京大学特征的外腔半导体激光器、高精细激光驱动电源、三次、五次激光稳频、光电时序操控、磁光阱和静磁阱等关键技能。现在正担任国家 “973”项目、国家自然科学严重基金项目与科技部863项目等,领导北京大学冷原子物理与量子精细丈量试验室展开玻色-爱因斯坦凝集的试验和理论研讨、电磁感应通明的试验研讨以及飞秒激光稳频、半导体激光频标与量子精细丈量等研讨。在国内外重要期刊如:《Physics Review A》、《Journal of Physics B》、《Chinese Physics Letters》等上宣布论文100多篇,在国内外重要会议上作约请陈述与学术陈述30屡次。除了科研之外,陈徐宗还承当本科生与研讨生的教学作业,别离教学过《力学》、《原子物理》、《激光技能》、《激光理论》、《试验原子物理展开》等课程,培育博士生与硕士生15名。现在兼任中科院计量测验高技能联合试验室副主任、我国物理学会量子光学专业委员会委员、我国计量测验学会理事、《量子光学学报》杂志编委、《我国物理快报》等杂志特约审稿人、教育部本科教育水平评价组专家等职务。

修改:尧华

 

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