刑事侦缉档案4

十年之前，伦敦奥运会将英国推到全球体育文化最前沿。为什么“秒”要被重新定义了？咱们现在经常提到的时间概念“秒”，是自 1976 年以来，一直由铯-33 原子钟来定义的。当时，英国从上至下许多人信心满满地认为，这场夏季奥运会将给英国带来极大的改变。

B | 十年之后，伦敦人不得不承认，2012年奥运会的确提升了国民的体育热情，但对于经济的助推力已逐渐消失。卡彭特公寓距离伦敦东区的奥运会主场馆和奥林匹克公园10分钟步行可达。原子钟最初是英国物理学家 Louis Esseb 创造，它的工作原理是计算原子中的电子自旋的翻转频率。而在 1976 年这一年，科学家们通过铯-133 原子在微波频率下的跳动，重新定义了这个时间基本单位：1 秒 = 铯原子的电子自旋翻转 9192631770 次的持续时间。虽然说这种方式已经够精确了，但科学家们似乎却不满足于此。住在这个公寓区路德楼高层公寓20楼的住户沃伦·鲁滨接受当地《旗帜晚报》采访时表示，在2012年奥运会期间，英国广播公司在路德楼内租下房间，改成奥运直播室，不过奥运会直播节目结束后这里又变得冷清。他居住的这片公寓如今至少有400户空房，为了保持人气，这些空房的水电气管线仍一应俱全，这让地方政府背负的开支负担越来越大。截至目前，自然领域中对时间的测量精度已经步入 10-19 的量级。伦敦当地在线新闻媒体“纽汉姆之声”创办人怀特认为，昔日奥运场馆区并没有带动地方繁荣。有地方官员抱怨，众口难调让地区发展失去方向。这种量级通俗点来讲，就是百亿年期间误差不会超过 1 秒。此外，一些英国运动员的职业生涯也未如预期般顺利。英国《每日邮报》称，从自行车、游泳到划艇等项目，近些年都有种族、性别歧视或霸凌现象见诸报端。

C | 而且时间是目前七大基本物理量中测量最精确的那一个。

但伦敦人也承认，2012年奥运会依然带来许多积极效应。但单有最精确的计时还是不够的，因为它还需要“配套”一个与之精度相匹配的时间传递技术。为了纪念伦敦奥运会举办10周年，伊丽莎白女王奥林匹克公园从7月24日到8月初举办庆祝活动，用巨大屏幕播放2012年奥运会精彩片段，免费参观者可尝试自行车、田径和网球等多个奥运会项目。增强国民体育锻炼意识，是2012年伦敦奥运会留给这个国家的最大财富。与2005年英国成功申奥之初时相比，目前在英国每周至少参加一次体育活动的人数增加140万。

D | 在过去十年，英国政府投向青年和社区体育活动的资金高达10亿英镑，以鼓励更多人参加体育活动并完善相关设施。二者的重要性可以说是画等号的。

E | 但地面附近自由空间的环境复杂，大气中的各种扰动、湍流、链路损耗、环境变化等因素，给自由空间长距离时频传递带来了极大困难。

F | 此前，自由空间中的光频传输技术只能实现 10 公里量级的传输。

G | 而潘建伟团队要攻克的正是这一难题：在光源方面，研制出高功率、高稳定度光输。此外，英国的创意产业伴随奥运会举办也得到更多的社会重视。在光信号收发信道方面，研制出高稳定性、高效率的光收发望远镜系统。伦敦当地人熟悉的“东村”，在10年间成功建造了2个大型商圈，创造就业岗位2.5万个，建成住宅1.1万套。正在兴建中的东岸创意区容纳维多利亚与艾尔伯特博物馆、沙德勒之井剧院以及英国广播公司当地分支机构，还有多所英国高校“创意区”陆续开放。刚过去一年的东京奥运会，也面临与伦敦同样的问题。

H | 据日本NHK电视台报道，7月23日，日本举行仪式纪念东京奥运会开幕一周年，东京都知事小池百合子表示，因新冠肺炎疫情导致东京奥运会历经坎坷，希望能利用好奥运遗产，推动东京向前发展。还采用线性光学采样的干涉测量方式，实现了高精度的时间测量。今年6月，东京奥组委发布最终财务报告，显示东京奥运会和残奥会全部举办费用为1.4238万亿日元（约合130亿美元）。最终，潘建伟团队在相隔 113 公里的新疆南山天文台和高崖子天文台之间，实现了万秒 10-19 量级稳定度的时频传递。近日，NHK走访了其中投入金额最高的竞技场等场馆，了解到奥运结束后相关体育设施的使用率并不高。
据张强介绍：把我们非常精密的这种时间信号，通过这个望远镜打到这个 100 公里以外的另外一个望远镜。那边的话，然后我的这个信号被那边的一个同样的一个望远镜接收，接收了之后他们进行一些比较精密的时间探测。同时那边也会打一个同样的一个精密的光源信号也打过来，在这边也做一个同样的一个精密探测，然后两边的信号再做一个对准，做一个校正。
据了解，该实验在如此自由空间时频传递过程中：时间传递万秒稳定度达到飞秒量级，频率传递万秒稳定度优于 4E-19，系统相对偏差为 6.3E-20±3.4E-19，系统可容忍最大链路损耗高达 89dB，远高于中高轨星地链路损耗的典型预期值（约 78dB）。
而国际计量组织计划 2026 年讨论“秒”定义的变更，也正因这项研究成果的实现，张强认为：如果能够实现洲际的比对的话，那么我们就可以实现新一代的这个“秒”定义。与日常生活相关那么接下来的一个问题便是，这项研究成果会带来哪些影响？引用 Nature 审稿人的评价就是：该工作是星地自由空间远距离光学时间频率传递领域的一项重大突破，将对暗物质探测、物理学基本常数检验、相对论检验等基础物理学研究产生重要影响。

I | 但除此之外，其实这项研究也与人们的日常生活息息相关。

J | 例如卫星的导航精度与计时精度紧密相关，若是希望定位更加准确（毫米以下），就需要更好的计时精度。

K | 在大地测量、地质勘探、雷达探测等涉及社会民生的领域，精确的时间也都将发挥重要的作用。那么对于未来新“秒”的定义，你期待了吗？参考链接：[1]https://www.nature.com/articles/s41586-022-05228-5[2]https://weibo.com/2032139271/Mb1zivEhA?type=comment[3]https://mp.weixin.qq.com/s/MCbQ6UJFNflzF0VmrtPw4Q[4]https://tv.cctv.com/2022/10/06/VIDEYEjxB0UTcY85WichtWvz221006.shtml?spm=C45404.PCHhhgX3efBE.Ev0XVtu8CoWN.224[5]https://ishare.ifeng.com/c/s/v002EZ3vLgfck1LPf29qCKM51b4D1bqKqLDSTFiDq8nGUgw__。

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