全球失业危机加剧

  • 量子精密测量研究部

原子(zi)精密测量研究(jiu)方向

  主要内容包括:

  1)发展单(dan)原(yuan)(yuan)子灵敏探(tan)测(ce)方法,利用激光(guang)阱捕获单(dan)个(ge)目标(biao)原(yuan)(yuan)子,测(ce)量环境中极其稀有的同位(wei)(wei)素(su)(su)(su)(同位(wei)(wei)素(su)(su)(su)丰度探(tan)测(ce)极限达10-18),实现对放射(she)性(xing)(xing)惰性(xing)(xing)气(qi)体同位(wei)(wei)素(su)(su)(su)85Kr、39Ar 、81Kr的检测(ce)。这三个(ge)同位(wei)(wei)素(su)(su)(su)是测(ce)量环境水(shui)、冰样(yang)品年代(dai)的理想示(shi)踪同位(wei)(wei)素(su)(su)(su),在(zai)研究地下水(shui)资源、洋(yang)流循环、冰川定年以(yi)及核安全等方面有重(zhong)要应(ying)用。

  2)检验基础(chu)物理(li)定律,寻找(zhao)超越(yue)标准模型的(de)新物理(li)。用(yong)冷原(yuan)子(zi)测量方法寻找(zhao)原(yuan)子(zi)的(de)固有电偶极矩(EDM),实验检验时间反演对称性;高精(jing)度测量可精(jing)确计算的(de)少体原(yuan)子(zi)(H,He)、分子(zi)(H2,HD)的(de)跃迁频(pin)率(lv),检验量子(zi)电动力学(QED)及量子(zi)从头(tou)计算方法;发展高稳定性的(de)原(yuan)子(zi)共磁(ci)力仪,探(tan)寻与核自旋相关(guan)的(de)新物理(li)现(xian)象。

  3)发展(zhan)高精(jing)度(du)、高灵(ling)敏度(du)分子(zi)(zi)光谱方法,寻找左右手(shou)性分子(zi)(zi)之间的能级差异,并为温(wen)度(du)、压力(li)等物理(li)量(liang)提供量(liang)子(zi)(zi)计量(liang)标(biao)准。结合原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)物理(li)、激(ji)光光谱与精(jing)密仪(yi)器技术(shu),发展(zhan)高灵(ling)敏度(du)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)磁(ci)力(li)仪(yi),突破(po)传统磁(ci)探(tan)测技术(shu)。

分子精密测量研究方向

  分子(zi)(zi)(zi)(zi)是能独立(li)存在的具(ju)备(bei)功能的最小(xiao)物质单(dan)元,具(ju)有(you)(you)显(xian)著(zhu)的分立(li)能级结(jie)构(gou)(gou)、 特(te)定的轨道空(kong)间分布(bu)以及(ji)丰富的光(guang)、电(dian)、磁特(te)性,是一种(zhong)重(zhong)要(yao)的量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)体系。因此,发展多维度(du)高分辨的分子(zi)(zi)(zi)(zi)精密测量(liang)(liang)(liang)方法(fa),实现对分子(zi)(zi)(zi)(zi)结(jie)构(gou)(gou)和(he)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)特(te)性的精准(zhun)测量(liang)(liang)(liang),可以获取(qu)全方位描述分子(zi)(zi)(zi)(zi)构(gou)(gou)效关系的精准(zhun)数据,为建(jian)立(li)基(ji)于(yu)分子(zi)(zi)(zi)(zi)体系的量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)计算方法(fa)提(ti)供(gong)重(zhong)要(yao)支持,并有(you)(you)助于(yu)理解和(he)构(gou)(gou)建(jian)基(ji)于(yu)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的电(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)、自旋、光(guang)电(dian)等(deng)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)器件。主要(yao)研究方向(xiang):

  1)单分(fen)子(zi)物理与(yu)化学:发展单分(fen)子(zi)层次(ci)上(shang)光(guang)、电、磁、力集成的多(duo)(duo)域一(yi)体化超高(gao)分(fen)辨扫描(miao)探针表征技(ji)术(shu),实现(xian)表面分(fen)子(zi)内禀参量与(yu)外场响应的多(duo)(duo)自(zi)由(you)度精准测量;

  2)分(fen)子(zi)(zi)立(li)体(ti)反(fan)应动力学:发展(zhan)高分(fen)辨的(de)气相(xiang)分(fen)子(zi)(zi)精密测(ce)量(liang)技术,实现对分(fen)子(zi)(zi)态(tai)-态(tai)反(fan)应散射微分(fen)截面的(de)高分(fen)辨测(ce)量(liang)和(he)气相(xiang)分(fen)子(zi)(zi)构(gou)象及量(liang)子(zi)(zi)态(tai)的(de)高效(xiao)选择;

  3)超(chao)快(kuai)谱(pu)学动(dong)力学表征:发展超(chao)快(kuai)相干电子束技术,实现微纳尺度物质的皮秒及更短时间分(fen)辨(bian)的结构及其(qi)动(dong)态变化的精(jing)准测量。

光钟与时频传输研究方向

  时间频(pin)率(lv)是测量(liang)最精确(que)的(de)(de)基(ji)本(ben)物理量(liang),光频(pin)标(光钟(zhong))的(de)(de)频(pin)率(lv)不确(que)定度接(jie)近(jin)1E-18,已(yi)经成为量(liang)子(zi)精密测量(liang)的(de)(de)基(ji)础(chu)。但是地(di)面光钟(zhong)往往会受到(dao)潮汐力的(de)(de)影(ying)响,在卫(wei)星和(he)空间站上搭载光钟(zhong)可以解决这个问题。同时光钟(zhong)的(de)(de)应用高度依赖(lai)于远距离时频(pin)传递(di)(di)(di),目前缺少满足光钟(zhong)应用的(de)(de)高精度洲际时频(pin)比对和(he)传递(di)(di)(di)手段。建设高精度的(de)(de)天地(di)一体化(hua)时频(pin)传递(di)(di)(di)网(wang),可以填补时频(pin)计量(liang)和(he)标准技(ji)术空白(bai),并推进基(ji)本(ben)物理理论(lun)检验(yan)、暗物质探测等基(ji)础(chu)科学研究(jiu),提升广域量(liang)子(zi)通(tong)信网(wang)络、全球导航定位(wei)系统性(xing)能。

  研究(jiu)目标为突破空地时(shi)频(pin)(pin)传(chuan)递(di)(di)技术,满(man)足量子(zi)通(tong)信(xin)等(deng)(deng)应用(yong)需(xu)求,具(ju)体包括开展(zhan)(zhan)中高(gao)(gao)轨卫星(xing)时(shi)频(pin)(pin)载荷研制(zhi)和地基授时(shi)系统(tong)建设(she),开展(zhan)(zhan)精密光(guang)(guang)(guang)频(pin)(pin)梳、超稳激光(guang)(guang)(guang)、线性光(guang)(guang)(guang)学采样(yang)等(deng)(deng)关键设(she)备(bei)研制(zhi);开展(zhan)(zhan)空间光(guang)(guang)(guang)钟以及星(xing)地高(gao)(gao)精度时(shi)频(pin)(pin)传(chuan)递(di)(di)和光(guang)(guang)(guang)纤远距离时(shi)频(pin)(pin)传(chuan)递(di)(di)研究(jiu),实现洲际光(guang)(guang)(guang)钟时(shi)频(pin)(pin)比(bi)对;同时(shi),开展(zhan)(zhan)时(shi)频(pin)(pin)传(chuan)递(di)(di)在量子(zi)精密测(ce)量中的(de)应用(yong)研究(jiu),时(shi)频(pin)(pin)传(chuan)递(di)(di)与(yu)量子(zi)通(tong)信(xin)网(wang)络融合,量子(zi)安全(quan)时(shi)频(pin)(pin)传(chuan)递(di)(di)等(deng)(deng)研究(jiu)。

量(liang)子导航研究(jiu)方向(xiang)

  重力加速度是地(di)(di)球(qiu)最重要的(de)(de)物理特性之一,它反映了(le)地(di)(di)球(qiu)的(de)(de)质量(liang)(liang)分布(bu)及(ji)其随时间的(de)(de)变化,能(neng)(neng)帮助(zhu)人们深刻地(di)(di)理解地(di)(di)球(qiu)的(de)(de)活(huo)动规律。对重力加速度的(de)(de)精密测量(liang)(liang)能(neng)(neng)在(zai)基础科(ke)学、计量(liang)(liang)基准、地(di)(di)球(qiu)物理、国(guo)土测绘、导航(hang)定位(wei)、资源(yuan)勘察、地(di)(di)震(zhen)灾害防(fang)治等方面发挥(hui)作用,满足国(guo)家的(de)(de)战略需(xu)求。

  利用冷原(yuan)(yuan)子(zi)的(de)物质(zhi)波特性,通过拉曼激光相干操控(kong)实(shi)(shi)现(xian)原(yuan)(yuan)子(zi)的(de)分束、反射和合(he)束,建造(zao)原(yuan)(yuan)子(zi)干涉(she)仪,实(shi)(shi)现(xian)重(zhong)(zhong)力(li)加(jia)速(su)度(du)的(de)精密测量。其目标是(shi)在原(yuan)(yuan)理研(yan)究的(de)基础上,将原(yuan)(yuan)子(zi)干涉(she)仪工程化,建造(zao)面向多种应用场景的(de)、小型化的(de)原(yuan)(yuan)子(zi)重(zhong)(zhong)力(li)仪;从静态到动(dong)态,从实(shi)(shi)验室(shi)到外(wai)场环境(jing),为(wei)实(shi)(shi)现(xian)高精度(du)的(de)重(zhong)(zhong)力(li)测量,重(zhong)(zhong)力(li)辅助自(zi)主导航等重(zhong)(zhong)大应用提供技术和装备。

光量子(zi)雷(lei)达(da)研究方(fang)向

  光量(liang)子(zi)雷达应(ying)用高(gao)性能(neng)单(dan)光子(zi)探(tan)测(ce)技术(shu),能(neng)够(gou)实(shi)现(xian)单(dan)光子(zi)级信号精(jing)密探(tan)测(ce),结合高(gao)精(jing)度的时(shi)(shi)间(jian)测(ce)量(liang)、高(gao)精(jing)度光子(zi)鉴频(pin)等核心技术(shu),能(neng)实(shi)现(xian)对目标(biao)场景(jing)(硬(ying)目标(biao))和(he)大(da)气参(can)数(软目标(biao)),进行高(gao)灵敏的量(liang)子(zi)测(ce)量(liang)和(he)成(cheng)像(xiang)。研(yan)究(jiu)可(ke)以突破传统光学成(cheng)像(xiang)极限的技术(shu)和(he)算法,并探(tan)索此系(xi)统在科学和(he)技术(shu)中的应(ying)用,如远距(ju)离单(dan)光子(zi)成(cheng)像(xiang)雷达和(he)非视(shi)域成(cheng)像(xiang)等。研(yan)究(jiu)前沿激(ji)光雷达遥感技术(shu),开展实(shi)现(xian)昼(zhou)夜可(ke)用、大(da)探(tan)测(ce)面积(ji)、高(gao)时(shi)(shi)空分辨、多(duo)探(tan)测(ce)参(can)数、便于移动探(tan)测(ce)的大(da)气单(dan)光子(zi)激(ji)光雷达技术(shu)和(he)集成(cheng)系(xi)统的研(yan)究(jiu)。

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