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首屆“全國科創(chuàng)名匠”|大國“鐘”匠張首剛:雕刻精準“北京時間”

來源:中工網(wǎng)-工人日報
2024-06-03 07:34

原標題:于空白處落筆,雕刻精準“北京時間”;在寂寞中前行,鑄就授時國之重器——(引題)

大國“鐘”匠(主題)

工人日報-中工網(wǎng)記者 毛濃曦 通訊員 祝盼

5月21日,陜西西安臨潼,中國西北這座因世界八大奇跡之一——秦始皇陵兵馬俑而遠近聞名的古城,游客熙熙攘攘。

同在這座古城,中國科學院國家授時中心(以下簡稱國家授時中心)悄然藏身其中,我國的標準時間——“北京時間”正是在此產(chǎn)生。

在國家授時中心小銫鐘實驗室,記者見到了國家授時中心主任、首席科學家張首剛。只見他身穿白大褂,腳戴藍色鞋套,正認真盯著示波器,觀察實時的銫原子躍遷信號,團隊研究人員在他的指導下,分工協(xié)作,調(diào)試著電子控制系統(tǒng)、物理系統(tǒng)和光學系統(tǒng)……

“授時系統(tǒng)是支撐經(jīng)濟社會運行和國家安全的重大基礎(chǔ)設施,其服務能力體現(xiàn)著一個國家的綜合科技實力,為國家建設好自主、安全、可靠、先進的授時系統(tǒng),是我們每一位授時人的責任和使命。”張首剛對記者說。

5月30日,在第8個“全國科技工作者日”到來之際,中國教科文衛(wèi)體工會發(fā)布20名首屆“全國科創(chuàng)名匠”選樹宣傳名單,張首剛赫然在列。

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圖為張首剛在實驗室工作。受訪者供圖

和“時間”做朋友

在臨潼,地鐵線路會在華清池站折一個近90度的彎,向北駛向東三岔站。其中一個重要原因就是,為了避開東側(cè)約兩公里的國家授時中心,防止干擾在此產(chǎn)生的“北京時間”。

張首剛和“時間”做朋友的故事,便是在這里開花、結(jié)果。

1986年,張首剛考入西北大學理論物理專業(yè)。畢業(yè)后在中國科學院陜西天文臺(國家授時中心前身)攻讀碩士學位,師從劉海峰研究員。那時,他聽到劉老師為研制基準型激光抽運大銫鐘,舉家搬遷到西北的故事,感動不已。當時的他不會想到,若干年后,他們的人生軌跡竟有了重合的部分。

1997年,張首剛來到巴黎天文臺時間頻率基準實驗室進修,深切感受到國內(nèi)時間頻率技術(shù)與國外的明顯差距。1998年,他開始在巴黎第六大學攻讀量子物理專業(yè)博士學位,2003年,他被巴黎天文臺聘為助理工程師。

在國際一流時間頻率實驗室學習工作的近7年間,張首剛獨立完成了世界第一臺銫原子噴泉鐘—法國時間頻率基準的改造,至今,其主要性能仍居世界領(lǐng)先地位。

“你已經(jīng)做出了世界上最好的噴泉鐘,應該繼續(xù)深入研究冷原子物理及其應用問題,為什么要回國再去做噴泉鐘呢?”博士畢業(yè)前,張首剛的導師得知他的回國打算后,出于對他學術(shù)發(fā)展的關(guān)心,驚訝地問。

當時,冷原子研究屬于國際前沿和熱門領(lǐng)域,而且英國、法國、美國等國的一些實驗室已經(jīng)向他拋出橄欖枝。但深知銫原子噴泉鐘對于一個國家時間系統(tǒng)有著基礎(chǔ)性作用的張首剛,一心想在原子鐘領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“中國突破”。

2005年,張首剛回到祖國。隨后他離開北京的家人,獨自來到位于臨潼的國家授時中心工作。

守護“北京時間”

國家授時中心是我國唯一專門、全面從事時間頻率研究的科研機構(gòu),負責“北京時間”的產(chǎn)生和發(fā)播。在國家授時中心地下一層,放置著“北京時間”產(chǎn)生的核心設備——原子鐘組和世界時測量系統(tǒng)。

在國家授時中心,張首剛的主要工作是“守時”“授時”和“用時”?!巴ㄋ讈碇v,就是想方設法產(chǎn)生更準確的時間,將它們利用各種手段傳播出去,在不同應用場景下使用好不同量級精度的時間?!睆埵讋傁蛴浾呓忉屨f。

“例如‘守時’,作為能夠產(chǎn)生時間信號并有計數(shù)裝置的原子頻率標準,原子鐘是時間精密測量的關(guān)鍵核心。這不僅是事關(guān)一個國家時間頻率科學先進與否的戰(zhàn)略資源,更是國家主權(quán)的彰顯?!眹沂跁r中心副研究員陳江進一步補充道。讀博期間,他一直師從張首剛。

2005年,當張首剛從世界一流的實驗室來到國家授時中心,這里冷原子鐘研制的基礎(chǔ)幾乎為零?!爱敃r,用于守時的小銫鐘完全依賴進口,更沒有基準型銫原子噴泉鐘,整個陜西沒有一個人從事與冷原子相關(guān)的研究?!睆埵讋偦貞浾f。

就這樣,張首剛從一個人、一間地下室、一把螺絲刀干起,搭建平臺、招募人才。在他帶領(lǐng)下,這支團隊研制出9種不同應用類型的新型原子鐘,建成世界時自主測量服務系統(tǒng),實現(xiàn)了國家標準時間產(chǎn)生的自主可控。

1納秒是十億分之一秒,張首剛帶領(lǐng)團隊將我國標準時間與國際標準時間的偏差從10納秒減小至1.5納秒,還構(gòu)建了我國“新一代時間頻率系統(tǒng)”……近年來,張首剛和團隊在時間頻率研究領(lǐng)域取得巨大突破,多項工作填補國內(nèi)空白,獲得中國專利金獎和4項省部級科技一等獎。

做精神富足的科研人

在西安地鐵航天新城等站點,豎立著“陜西最美科技工作者”的宣傳海報,關(guān)于張首剛的介紹,寫著兩行大字:“于空白處落筆,雕刻精準‘北京時間’;在寂寞中前行,鑄就授時國之重器”。

作為一名終日與“時間”為伴的科技工作者,張首剛最深刻的感受就是:時間流逝得太快,工作任務越緊,時間越不夠用。

多年來,張首剛每晚只休息四五個小時,第二天仍能保持精力充沛。在國家授時中心黨辦主任白浩然看來,張首剛有自己的秘訣:“他內(nèi)心充實、富足,睡眠質(zhì)量特別好,可以利用去機場、車站的路上等碎片時間休息,保持良好的精氣神。”

由于工作需要經(jīng)常出差,張首剛總會將機票時間選在清早或者深夜,“這樣一天的整段時間就被空出來,可以集中精力專注工作”。

“不會調(diào)節(jié)生活的人肯定干不好工作?!边@是張首剛對團隊成員說得最多的話??蒲泄ぷ鳠o比忙碌,他希望大家都能成為精神世界富足的人。陜西人喜歡吃面,張首剛閑暇時會自己做面,潑上辣子,再來瓣蒜,作為對自己的獎賞;過年時,團隊成員的孩子總會收到“張爺爺”的壓歲紅包……

有時,有的團隊成員連續(xù)幾天跟一個難題死磕,仍沒進展,他便強制成員放假休息?!翱蒲泄ぷ饕残枰潘上聛?,思維轉(zhuǎn)個彎,靈感的源泉便開始奔涌?!边@是張首剛總結(jié)的規(guī)律。

眼下,張首剛正帶領(lǐng)團隊,致力于為我國建立世界上獨一無二,涵蓋空天地的立體交叉授時系統(tǒng),“全力將最準確的‘北京時間’送到北京”。

當年留法歸國時,張首剛帶了4瓶香檳酒,原準備等到某次重大突破后,在慶功宴上喝。19年過去了,盡管重大突破一件接著一件,但慶功酒始終沒有啟封。

“授時人心中永遠都有一面閃亮的表盤,對準確度和穩(wěn)定度性能的追求是無止境的,表盤每轉(zhuǎn)到一個終點,就意味著要開啟一個嶄新的歷程?!睆埵讋傉f。

責任編輯:姚怡夢

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