“第三,想要上星的话,铯钟更容易把寿命做长。”
寿命?难怪!
上卫星的设备可都是一锤子买卖,在可以预见的未来,几乎是不可能进行修补替换的,所以寿命无疑就成了一个非常重要的因素。
可别卫星还活蹦乱跳的,钟先到寿,那乐子可就真的大了。
“高委员,这是为什么?”
高振东笑道:“我分析过铷钟的可能原理,不论是光抽运汽泡,还是铷激射器,它们的寿命都会受到多个因素的影响,其中有铷灯、滤光泡、吸收泡,变量比较多,而且是任何一个出问题,都会影响到最终的寿命,不太好控制……”
这方面,韩教授就真的不了解了,太细了。不过他至少了解一点:“高委员,光抽运汽泡我知道,但是铷激射器是什么?我没听说过这条路啊。”
高振东一愣,笑了起来:“啊,我忘记说了,铷激射器是我在铷光抽运汽泡结构上改进而来的一种结构,虽然相比光抽运汽泡结构有优势,但是比起铯钟,在准确度上还是有所不如,所以我就放弃了,没有往下研究。”
韩教授闻言大惊,不得了不得了,他居然是已经在铷光抽运的基础上有了优化和改进,权衡之下,才选定的铯钟。
不是,国内除了少部分同志之外,其他同志在这条路上还是一片空白呢,你居然就已经研究、对比了多条道路了?
韩教授摇了摇头,这真没法儿比。
他很快放下了这些杂念,转而深入自己更需要了解的地方,毕竟这个还不知道原理的铯钟,是自己接下来的主要工作。
“那铯钟的寿命因素是?”
“铯钟的话,其实就一个——吸铯剂饱和,这个相对来说就要容易处理得多了。”高振东笑道。
虽然不知道吸铯剂是用来干什么的,但是工程经验同样丰富的韩教授一听这话就明白了。
吸铯剂饱和?既然是饱和,那相对来说就好办多了,饱和是吧?想办法让它不饱和就是,这里面最简单的办法,甚至非常简单粗暴——也许直接增加吸铯剂的数量不就完事儿了?
毕竟大家都明白,想要让溶液不饱和,那就增加溶剂不就完事儿?想来这个什么吸铯剂也大差不差吧。韩教授虽然对高振东到底怎么做这个铯钟还不清楚,但是他多多少少还是能作出一点判断。
难怪高委员要搞铯钟,肯定是他已经找到了一条原理上可行,工程上估计起来也可行的道路,再结合这些优点,那不选铯钟都没道理。
毕竟拦住铯钟的,最核心问题就是能够方便小型化的技术路线,而对高委员来说,他恰好已经解决了这个问题,或者说有很大希望解决这个问题。
至于说高委员只是想上马铯钟,但是还没想清楚技术路线,韩教授打死都不信。一来不像是高委员的习惯,二来从他刚才做了那么多对比来看,他心里绝对有一条考虑很久、趋于成熟,甚至是已经有点结果的路线。
想到这里,韩教授颇有一点捡大漏的感觉,看来下班了得去潘家园鬼市溜达溜达,趁着运气好。
不过他倒是没想过一个问题,如果他所有的运气都在这件事情上用完了,那去鬼市估计是要打眼。
“高委员,那这个铯钟,到底怎么弄?”这是包括韩教授在内的所有相关同志,最关心的一个问题。
高振东站起身,拿出一张准备好的图纸挂在黑板上。
“这是我考虑的铯钟的基本组成……”
此话一出,不少同志都大惊,啥?你把整个钟都设计完成了?
“高委员,您的速度可真快……”韩教授作为最了解原子钟的同志,此时都忍不住发出了感慨。
毕竟找到一条路和把整个钟都设计出来,那完全是两回事。偏偏现在看着挂在黑板上的那张图,就是一套完整的铯钟原理图。
你别管这张图能不能用,就问你高委员的动作快不快吧!
高振东笑道:“其实这套东西挺简单的,真正麻烦的在其中的一个核心元件上……”
你这说的是什么话……
他这话让同志们产生了强烈的不适感,咳咳,高委员,如果实在不知道怎么谦虚,您可以不谦虚的。
您不谦虚的话,我们会好受一点。
看见他们一副想嘘自己的表情,高振东点了点那张图:“同志们不信?不信看看,真的很简单。”
我信你个鬼……
同志们将目光盯在了那张图上,仔细的看了起来。
嘿,你别说,你还真别说,这图,的确简单。
至少对十二机部的同志们来说是如此,他们是负责电路的,发现这张图还真是非常简单。
说穿了,整套原理图除了一个部件之外,其他电路几乎就一个目的——对频率进行放大、合成、鉴相、合成、混频、倍频、运算等一系列操作。
要说这套操作要是交给北方的同志,估计还是挺困难的,他们能给你整出几个机柜的设备来完成这件事。但是在十二机部的同志们手上,这套操作还真不算麻烦。
毕竟能来这里的,无疑都是十二机部的顶级技术人员。
有了高委员在这之前已经准备好的锁相环、模数和数模转换、电力电子、半导体运放、数字信号处理器等元件,这些事情对十二机部的同志们来说不说是易如反掌,至少也是难度有限。
“哈哈,电路部分还真的是难度不大,主要需要花时间,但是没有疑难点。”
“嗯,就这么简单?这么简单就能得到准确度至少不低于10亿分之一秒的钟?”
“我们电路的确是不难,可是这里面有个东西是最困难的,难度在那儿呢。”
“但是至少电路部分简单得多嘛,能解决一点是一点,哈哈。”
看来真的是错怪高委员了,人家一点儿没谦虚,这图的确简单。
同志们刚想到这里,突然觉得好像有哪儿不对劲的样子。
不对……能把要求这么高的目标用这么简单的方式实现出来,这不叫谦虚,这叫明晃晃的炫技!
本来以为他没装,却不成想人家轻描淡写的就装了波大的!
和心情大起大落的十二机部的同志不同,韩教授心里那感觉,惊喜都几乎到了极致。
喜的是看十二机部同志们的表现,至少这个东西在电路部分几乎可以说是肉眼可见的成熟。
惊的是高委员的研究,深入到了一个匪夷所思的程度,什么技术路线?这简直就是工程实现。
虽然还没深到那一步,但是至少他已经搬掉了不少的大石头。
“高委员,您说的最困难的,就是这里这个铯束管吧?”韩教授对高振东道。
不只是他,所有人看着这张图,都能得出这个结论。毕竟整张图看下来,能让人看不太明白的,或者说比较陌生的,就是这个叫做“铯束管”的部件。
毕竟哪怕是对韩教授这个非电子专业的人来说,图上所有的与电相关的内容都能看明白,但是只有这个东西连他都一无所知。
“对,就是这个铯束管,这是原子钟的核心,其他的所有电路都是为它服务的。”
在同志们的一片茫然中,高振东拿出了另外两张图。
“这两张图,都是铯束管的结构,不过其中磁选态这个,在此次课题中不会选用,性能参数要差一些,所以我们就把注意力,还是集中到这个光选态的上面来……”
高振东这句话,再次让同志们感受到了差距。
一个已经很不得了了,他甚至还搞了两个!
还是那句话,研究已经深入到能进行对比选择的,那研究深度就浅不了!
韩教授突然觉得,看来这潘家园儿还是去不得,这上半辈子的运气,估计都用在这件事情上了,去潘家园儿鬼市铁定血亏!
能让一位纯正的唯物主义科技工作者产生这种怪力乱神的离谱想法,高振东的杀伤力可见一斑。
第1441章 ABCE还挺全(4k)
这倒是不怪韩教授不够坚定,主要是换成任何一个国家级科研院所的人,突然发现白捡一够得上国家级科技奖项的成果,任谁都会觉得自己这运气简直爆棚。
真的,在他心里,他可能为这件事付出的努力与高委员前期的工作相比,真就跟白捡的差不多。
不过他的心思,可不只是在获得的东西上,西瓜捡了,芝麻他也要,也许这个芝麻在这个课题上是被高委员淘汰了,可是在他心里,这芝麻和西瓜差不多。
“别啊,高委员,那个那个,磁选态的,就是你不要的那个技术,也给我说说呗。”
技术本身是一回事,但是技术里蕴含的思路、知识和想法,才是更重要的。
这就好像很多数学难题,即便是证明了,也许一时半会儿也用不上甚至永远都可能用不上,但是在解题过程中找到的那些数学方法和理论,才是最大的瑰宝。
高振东一愣,笑了起来。
“行,既然你感兴趣,那我就都说说,正好这两者之间,其实是有发展和继承的。”
高振东于是就从磁选态开始,把铯束管的磁选态和光选态给讲了一遍,还是对着墙上的两张图讲的,这让韩教授直呼不虚此行。
没学会,但是学到了,至于要会,那还得消化。
说穿了,磁选态就是用磁场,选择出处于特定能态的原子并收集,这些特定能态的原子被收集后会在检测器形成铯束电流变化,最终用这种变化去控制压控振荡器。这个振荡器会输出标准的5MHz信号,且这个信号准确度极高。
而光选态则是将其中的多级磁场换成抽运光和检测光,将收集器改为荧光检测器,而铯束电流被荧光光强取而代之,荧光光强锁定压控振荡器的频率。
听完高振东的介绍,韩教授问出了自己心中最关心的问题。
“那为什么要用光而不是磁场呢?”他能猜到一些,毕竟这里面有很多原理他还是能听明白的,但是他估计自己猜得不全,毕竟对这两种技术的研究,他远没有高振东来得精深。
高振东笑了起来:“原因很多,我们一个一个说?”
韩教授大喜:“求之不得啊。”
旁边十二机部的同志们也是聚精会神,虽然和他们的专业不同,但是难得的机会,搞技术的人,最重要的几个要求之一,就是要有足够广的知识面。
“其实第一个,就是光的控制,比起磁场相对要容易得多。刚才我们说过了,光的频率与跃迁高度相关,如果光频率与能级跃迁是相应的,那么自铯炉飞出的原子将被全部主动抽运,这比起被动的用磁场选出合适的原子,抽运的原子要多得多得多,这个比例,可以高达百倍!”
这个数字让所有的同志都倒吸一口凉气,两个数量级,看来不得不用了。
不过十二机部的同志对此有些不解:“可是高委员,光的频率范围是很宽的啊,一束光含有很多频率的光吧?这么下来,不是和磁选态的实际结果差不多了?”
高振东还没回答,韩教授先接上了,这玩意儿他熟啊!
“有一种光,理论上是几乎只含一种频率的,激光!”说到这里,他忍不住看了高振东一眼,这一位说是激光之父可能有争议,毕竟激光的核心原理是爱因斯坦预言的,但是说他是亲手接生,大致不会有什么问题。
难怪要光选态啊,只要找到合适的频率,用合适频率的激光去进行抽运,那刚才说的那个好处,几乎可以百分百的实现。而且好处就在于,合格的激光器产生的激光,频率是确定的,几乎不会有变化和掺杂,这就省掉了一大堆原本需要对磁场进行控制的工作。
点亮就行了,别的不用管,省了多少事情。
而且相对磁场控制不易,面前这位高委员可是最好的激光研究者了,在这方面,激光抽运选态比起磁选,无疑更加有优势。
十二机部的同志听明白了,那没事儿了,还省了自己这边控制的麻烦,而抽运的原子数量百倍的差别,对他们来说就很简单了,多出来这么多原子,对压控信号的特性,好处不要太多啊,至少短期稳定性能得到很好的保证。
“第二个嘛,相对于激光器,磁选态有些复杂,就算抛开控制,这种方式也更加麻烦。实际上,想要达到好的效果,我们需要考虑双线场二极磁铁,乃至四级、六级磁铁。”
这个同志们暂时谁都没搞懂,但是有一件事情是很清楚的,数字越极端越麻烦。这方面有个反向例子,那就是磁单极子。
“第三个,这种方式减少了磁选态中的不确定源,如……”
这一部分,十二机部的同志们就彻底听不懂了,甚至他们连笔记都做不下来,实在是不知道高委员在说什么。不过结论倒是很明确的,能进一步减小不确定度。
不过韩教授倒是听得如痴如醉,你不说我不知道,你一说我就想明白了,原来是这么回事。
其实这里面有些东西,是后来研究冷泉钟等研究中发现的,不过现在说出来也问题不大,毕竟高振东有张顶级高能物理学者的虎皮。
别问,问就是理论推导、灵光一闪。
对于高振东来说,扯虎皮当大旗的手段可谓精熟。
“高委员,那是不是磁选态就一无是处呢?”韩教授问道。
高振东摇摇头:“那倒不是,根据我的研究,磁选态在不考虑体积重量的时候,利用四极、六极磁铁,能获得非常理想的选速效果,这一点,在可以不考虑体积重量的频率基准上相当有用。”
频率基准,可以直接给出原子秒定义的复现值,并且对复现值的不确定度具有独立评估能力,说人话就是,类似大名鼎鼎的国际米原器一类的东西,用来校准别的钟表的。
韩教授连连点头,嗯,记住了!
不过频率基准有同志在搞,而且走的路子不一样,也接近成功,就先当作技术储备记下来就行。
高振东道:“所以这个东西的核心,还是这个光选态铯束管。韩教授啊,你们的压力还是很大的。”
韩教授倒是无所谓,已经占了大便宜了好吧,相当一部分压力,都被你给担走了。不过要说压力大,倒还真的大,毕竟已经有人走到这一步了,自己这帮人还弄不出个结果来,那丢脸的压力是真的大到无以复加。