原子钟的现场试验。图片来源：《光学》期刊
澳大利亚研究人员首次在海上测试了一种新型便携式原子钟。这项技术有望为下一代导航、通信和科学系统提供关键支撑。该研究由阿德莱德大学光子学与先进传感研究所团队完成，相关成果发表在最新一期《光学》期刊上。
原子钟是目前世界上最精确的计时设备，是GPS导航、电信网络和射电天文学等系统的基础。然而，大多数高性能原子钟需要在严格控制的实验室环境中运行，难以携带，也不适用于复杂多变的实际环境。新开发的设备有望改变这一局面。
该装置基于激光冷却镱原子，通过测量特定原子跃迁频率实现高精度计时。相比传统原子钟，其精度更高，同时具备可移动、可在非理想环境中运行的特点。
为验证性能，研究团队于2024年7月将该设备运至澳大利亚皇家海军提供的一艘舰船上，在海上连续运行数天。结果显示，在振动、晃动及温度变化等复杂海洋环境中，该原子钟仍保持与实验室测试一致的高性能。据介绍，这是激光冷却光学原子钟首次在海上实现运行验证。
项目负责人、光子学与先进传感研究所首席创新官安德烈·卢滕表示，在舰船上测试原子钟是一个重要里程碑。海洋环境中的振动、晃动以及温度变化，与实验室环境截然不同。能够在这样的条件下稳定运行，说明这项技术已经具备走向实际应用的能力。
由于应用潜力巨大，便携式原子钟正受到全球关注。在导航领域，这类高精度时钟可支持未来即使在卫星信号受限或中断情况下仍能工作的定位系统；在通信领域，可提升大规模数据传输网络的同步能力；在射电天文学中，高精度计时有助于实现全球望远镜观测数据的精确协同。
目前，研究团队正进一步优化该技术，并计划开展更多实地测试，以期在未来几年内推动超高精度便携式原子钟在科研、商业和国防等领域的应用。
