“時間工匠”研發(fā)銫原子鐘 成都制造守住“北京時間”

　　趙杏文，女，25歲起加入成都天奧電子股份有限公司從事銫原子鐘研究，歷時8年研發(fā)了全球首款商品型激光抽運型銫原子鐘，今年的五一國際勞動節(jié)，成都市總工會授予她“成都市五一勞動獎章”。
　　如果科研是一趟旅行，在這個過程中，有人相伴，有人離去，她卻一個人走完了全程。她就是趙杏文，來自成都的一名量子物理工程師。
　　一身休閑裝、個子小巧，還在哺乳期的趙杏文，身上散發(fā)出女性的溫柔。而在科研領域，她卻是堅持不懈的“時間工匠”。
　　2009年，從四川大學原子與分子物理研究所畢業(yè)后，25歲的趙杏文加入成都天奧電子股份有限公司從事銫原子鐘研究。去年，她和團隊歷時8年研發(fā)了全球首款商品型激光抽運型銫原子鐘，一舉打破了過去半個世紀的僵局，讓“北京時間”不再由美國定義和校準，引發(fā)了網(wǎng)友熱烈討論。
　　目前，由他們所研發(fā)的銫原子鐘已經(jīng)進入量產(chǎn)階段。這也意味著，今后，“北京時間”將不再由美國銫原子鐘來保持，真正實現(xiàn)了成都制造守住“北京時間”。為了表彰她在科研上的貢獻，今年的五一國際勞動節(jié)，成都市總工會授予她“成都市五一勞動獎章”。
　　打破技術壁壘誓將守住“北京時間”
　　每天晚上，當新聞聯(lián)播前奏開始播放時，人們都會有著心照不宣的默契，“哦，7點了。”
　　大家都知道時間是連續(xù)的和流逝的，一分一秒不能中斷的；但是很多人卻不知道，守住時間的工作，就是由銫原子鐘來完成的。
　　作為一種精密的計時器具，日常生活中使用的時間準到1分鐘也就夠了。隨著技術的發(fā)展，通信、電力甚至軍事等領域，對時間的要求更高，甚至要精準到百萬分之一秒，千萬分之一秒。為了適應這些高精度的要求，人們制造出了一系列精密的計時器具，銫原子鐘就是其中的一種。
　　趙杏文說，這種鐘的穩(wěn)定程度很高，最好的銫原子鐘達到2000萬年才相差1秒。在國際上，普遍采用銫原子鐘的躍遷頻率作為時間頻率的標準，廣泛使用在天文、大地測量和國防建設等各個領域中。
　　“很多人不知道，我們經(jīng)常說的北京時間背后的銫原子鐘，其實是來自于美國。”趙杏文告訴記者，目前，全世界的標準時間都是由磁選態(tài)銫原子鐘提供和保持的。因工藝、材料等原因，只有美國和瑞士能夠生產(chǎn)。包括北京時間在內(nèi)，全世界90%的“時間”都是由“美國造”HP5071銫原子鐘來守時。
　　“沒有自己時間工具，最后只能受制于人。”趙杏文說，由于國外的技術封鎖，中方在采購時會遇到很多附加條件。而一旦出現(xiàn)故障，也必須要向外國求助。這種情況下，自主研發(fā)出中國人自己的銫原子鐘就成為當務之急。
　　為了打破國外壟斷，填補國內(nèi)空白，2009年成都天奧電子股份有限公司開展銫原子鐘研發(fā)，剛入職的趙杏文加入了銫原子鐘研究團隊，并逐漸成長為項目骨干。與項目團隊一起，申請到了國內(nèi)原子鐘領域第一個“國家重大科學儀器設備開發(fā)專項”立項支持項目。
　　每天要花3小時逐一檢查150根線纜
　　2009年，從四川大學原子與分子物理研究所畢業(yè)后，25歲的趙杏文開始真正進入原子鐘的研究領域。
　　自認為是專業(yè)對口的她，一開始就有點傻眼了。“電路、電阻、萬用表、示波器是什么都不知道。”趙杏文坦言，之前在學校做的都是理論研究，真正到了實戰(zhàn)，卻發(fā)現(xiàn)完全不是這么回事。
　　她當時的老師項俊騏發(fā)現(xiàn)這個學物理的女徒弟“上手挺快”，碰到不懂的就問，不管是裝機、拆螺釘?shù)拇只睿€是調(diào)試電路的精細活，趙杏文什么都搶著做。跟著他學習的一年多時間，趙杏文已經(jīng)可以自己設計電路模塊。
　　“其實都是私底下用功。”趙杏文坦言。就在趙杏文他們一門心思要攻克這個困擾了中國半個世紀的難題時，競爭對手也在前赴后繼地出現(xiàn)。
　　當時，各國都在研究新型的激光抽運銫原子鐘，從而規(guī)避磁選態(tài)銫原子鐘無法逾越的材料和工藝問題，但尚未有成品面世。
　　2013年12月，趙杏文和團隊成功突破技術瓶頸，率先制造出了原理樣機。“其實關于激光抽運技術的原理大家都知道了。關鍵就是環(huán)境適應性。”為此，她和團隊還來不及沉浸在興奮中，便開始馬不停蹄地進行環(huán)境適應試驗。
　　“銫原子鐘猶如電腦主機大小，內(nèi)部有個關鍵零部件——激光系統(tǒng)。”趙杏文說，這個系統(tǒng)極其“敏感”，對外部的溫度、振動、電磁干擾、靜電等要求非常高。
　　這套激光系統(tǒng)是由大大小小三十個精密零部件組成，每個造價不菲。”趙杏文說，如果雙手不小心觸摸到，系統(tǒng)有可能當下就報廢。這也意味著，幾十萬的設備就報銷了。為了反復測量產(chǎn)品的穩(wěn)定性，趙杏文每天要在實驗室待上至少8個小時，其中要花上3個小時逐一確認每一臺整裝設備內(nèi)的150根線纜、9路電源有沒有接錯，調(diào)試15個電路模塊。
　　隨著產(chǎn)品越來越穩(wěn)定，已經(jīng)懷上了寶寶的趙杏文還是不放心，一直堅持“戰(zhàn)斗”到臨產(chǎn)：今年1月26號生下寶寶，1月23日她才開始正式休假。
　　科研之路苦澀伴常伴八年煉成“時間工匠”
　　經(jīng)過4年時間的反復改進，2017年，工程樣機終于出爐了。
　　趙杏文說，目前，由她所在的團隊研發(fā)的銫原子鐘已經(jīng)生產(chǎn)了三批工程樣機。科研的道路，從來都不是一路鮮花，過程中伴隨著苦澀和沮喪。趙杏文說，他們所做的事情之前從來沒有人做過，在從事研究時，能夠參考查閱的資料極少。這對團隊的原創(chuàng)性要求很高。
　　“完全做一個自主研發(fā)的產(chǎn)品，如果遲遲沒有成功，從心理上，也是一種傷害。”趙杏文坦言。
　　過程中有人因工作枯燥、辛苦、不能很快出成果而離開了，但又有喜歡挑戰(zhàn)的人加入了。在項目的研發(fā)過程中，見證了全程的，最后只剩下了趙杏文自己。
　　“曾經(jīng)一度，我也差點放棄了。”
　　在最沮喪的某一天晚上，趙杏文坐著公交偶然在公司樓下下了車。
　　看著曾經(jīng)奮斗過的實驗室，還有她們嘔心瀝血研發(fā)出來的零部件，往事歷歷在目，“還是舍不得就這么放下。”回憶起此前的經(jīng)歷，這個身材小巧的工程師，內(nèi)心蘊藏著極大的能量。
　　就像一個執(zhí)著的老農(nóng)，被譽為“時間工匠”的趙杏文還是迎來了收獲的時刻。“第三批次的工程樣機出來之后，反復確認了，懸著的心終于落下來了。”趙杏文透露，產(chǎn)品合格率高，意味著他們研發(fā)的銫原子鐘已經(jīng)成為一款成熟產(chǎn)品。隨著時間推移，人員更迭，現(xiàn)在已經(jīng)形成了一支穩(wěn)定的銫原子鐘科研團隊，接下來他們還將繼續(xù)研發(fā)小型化、高性能、車載型以及星載型銫原子鐘。“科研的路上沒有終點，我已經(jīng)做好了準備。”趙杏文說。