精密测量院拥有两个国家重点实验室,一个国家大型科学仪器中心,一个国家台站网等4个国家级平台,各类省部级重点平台基地20余个。 现有职工600余人,其中院士4人、杰青13人,各类国家、科学院、省部级人才占比60%以上。2017年至今,在精密测量领域承担了数十项重大重点项目,其中,国家战略先导专项(2.5亿元)1项、重点研发计划12项、各类重大仪器研制专项10余项。精密探测技术和仪器已成为精密测量院满足国家需求和社会经济发展的优势领域方向。 精密...
中国科学院精密测量科学与技术创新研究院(以下简称精密测量院)是由中国科学院武汉物理与数学研究所(始建于1958年)、中国科学院测量与地球物理研究所(始建于1957年)融合组建而成,是湖北省首个中国科学院创新研究院。 回望来时路,峥嵘六十载。在方俊、王天眷、张承修、李钧、李国平、丁夏畦、许厚泽、叶朝辉等老一辈科学家的带领下,精密测量院历经几代科技工作者的辛勤努力和开拓创新,解决了一系列事关国家全局的重大科...
精密测量院立足精密测量科学与技术创新,面向国家的重大战略需求,发挥多学科交叉优势,开展原子频标与精密测量物理、大地测量和地球物理、综合定位导航授时、脑科学与重大疾病以及多学科交叉的数学计算等研究,促进以原子频标、原子干涉、核磁共振、重力测量、地震探测等精密测量技术为核心的学科发展,形成精密原子、精密分子、精密地球三...
1月11号,National Science Review(简称 NSR)杂志以advance article 的形式发表了精密测量院詹明生研究团队题为“Realization of cold atom gyroscope in space”的研究工作。NSR配文介绍:这项工作首次展示了利用中国空间站原子干涉仪实现的在轨冷原子陀螺仪,标志着空间量子惯性传感时代的诞生。
2024年12月30日,在中国空间站全面建成两周年之际,中国载人航天工程办公室向全社会发布了《中国空间站科学研究与应用进展报告(2024)》,系统梳理和总结了空间站应用任务实施进展,遴选出 34 项代表性研究成果与阶段性进展,空间冷原子干涉陀螺技术研究成果位列其中。
詹明生研究团队利用自主研制的空间冷原子干涉仪在天和核心舱内开展了悬浮(图1所示)、原子冷却、原子干涉、惯性量测量等系列实验研究,攻克了最优角度补偿、在轨转角自标定等关键技术,在国际上首次实现了空间微重力条件下基于原子干涉的量子惯性传感转动测量。
宇航员在中国空间站开展舱内悬浮冷原子干涉实验
面向高精度空间量子惯性传感技术应用和科学实验需求,团队正高级工程师陈曦组织队伍研发了空间双组分铷同位素冷原子干涉仪实验装置(图 2(a) 所示),相关研制和地面测试成果发表在《npj Microgravity》上。该装置于2022年11月12日搭载天舟五号货运飞船进入中国空间站,随后安装在中国空间站天和核心舱高微重力科学实验柜内。
在后续开展的在轨铷同位素的原子冷却实验中,冷原子温度低于6 μK,原子数目大于2×108;开展的在轨冷原子剪切干涉实验中,最长干涉时间达到 200 ms。利用原子剪切干涉技术,开展了在轨的惯性量测量研究,提出的最优转角比例方法消除了冷原子团分布导致的干涉条纹退相,提出并实现了基于原子剪切干涉的摆镜角度自标定,评估了影响剪切干涉条纹周期的各项系统误差,最终在国际上首次实现了空间微重力条件下的冷原子干涉陀螺,转动测量不确定度优于3.0×10-5 rad/s。同时也实现了在轨的冷原子干涉加速度计,加速度测量分辨率优于1.1×10-6 m/s2 (图 2(b) 所示)。
空间冷原子干涉仪在轨实物图(a)及相关惯性量实验测量结果(b)
将来,空间量子惯性传感技术有望应用于引力波探测、暗物质探索、等效原理检验、参考系拖曳效应验证、重力卫星、重力梯度卫星等各项空间科学和应用任务。
该工作得到了中国空间站工程空间应用系统科学实验项目、科技创新2030“量子通信与量子计算机”重大项目、湖北省科技重大项目等的资助。
1.论文链接:Realization of cold atom gyroscope in space
2.《中国空间站科学研究与应用进展报告(2024)》链接: https://www.cmse.gov.cn/xwzx/202412/W020241230379966478114.pdf
3.论文链接:The space cold atom interferometer for testing the equivalence principle in the China Space Station | npj Microgravity
科研动态
精密测量院詹明生研究团队在国际上首次实现空间冷原子干涉陀螺
1月11号,National Science Review(简称 NSR)杂志以advance article 的形式发表了精密测量院詹明生研究团队题为“Realization of cold atom gyroscope in space”的研究工作。NSR配文介绍:这项工作首次展示了利用中国空间站原子干涉仪实现的在轨冷原子陀螺仪,标志着空间量子惯性传感时代的诞生。
2024年12月30日,在中国空间站全面建成两周年之际,中国载人航天工程办公室向全社会发布了《中国空间站科学研究与应用进展报告(2024)》,系统梳理和总结了空间站应用任务实施进展,遴选出 34 项代表性研究成果与阶段性进展,空间冷原子干涉陀螺技术研究成果位列其中。
詹明生研究团队利用自主研制的空间冷原子干涉仪在天和核心舱内开展了悬浮(图1所示)、原子冷却、原子干涉、惯性量测量等系列实验研究,攻克了最优角度补偿、在轨转角自标定等关键技术,在国际上首次实现了空间微重力条件下基于原子干涉的量子惯性传感转动测量。
宇航员在中国空间站开展舱内悬浮冷原子干涉实验
面向高精度空间量子惯性传感技术应用和科学实验需求,团队正高级工程师陈曦组织队伍研发了空间双组分铷同位素冷原子干涉仪实验装置(图 2(a) 所示),相关研制和地面测试成果发表在《npj Microgravity》上。该装置于2022年11月12日搭载天舟五号货运飞船进入中国空间站,随后安装在中国空间站天和核心舱高微重力科学实验柜内。
在后续开展的在轨铷同位素的原子冷却实验中,冷原子温度低于6 μK,原子数目大于2×108;开展的在轨冷原子剪切干涉实验中,最长干涉时间达到 200 ms。利用原子剪切干涉技术,开展了在轨的惯性量测量研究,提出的最优转角比例方法消除了冷原子团分布导致的干涉条纹退相,提出并实现了基于原子剪切干涉的摆镜角度自标定,评估了影响剪切干涉条纹周期的各项系统误差,最终在国际上首次实现了空间微重力条件下的冷原子干涉陀螺,转动测量不确定度优于3.0×10-5 rad/s。同时也实现了在轨的冷原子干涉加速度计,加速度测量分辨率优于1.1×10-6 m/s2 (图 2(b) 所示)。
空间冷原子干涉仪在轨实物图(a)及相关惯性量实验测量结果(b)
将来,空间量子惯性传感技术有望应用于引力波探测、暗物质探索、等效原理检验、参考系拖曳效应验证、重力卫星、重力梯度卫星等各项空间科学和应用任务。
该工作得到了中国空间站工程空间应用系统科学实验项目、科技创新2030“量子通信与量子计算机”重大项目、湖北省科技重大项目等的资助。
1.论文链接:Realization of cold atom gyroscope in space
2.《中国空间站科学研究与应用进展报告(2024)》链接: https://www.cmse.gov.cn/xwzx/202412/W020241230379966478114.pdf
3.论文链接:The space cold atom interferometer for testing the equivalence principle in the China Space Station | npj Microgravity