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今年5月30日是第6个全国科技工作者日,主题为“创新争先、自立自强”。全国将开展全国科技周、首批科学家精神教育基地发布、各地“最美科技工作者”学习宣传活动等一系列科技主题活动。为展现亚博yabo888vip网页版登录科技工作者良好形象和精神品质,弘扬科学家精神,特制作本专题,展示中科院入选各地“最美科技工作者”等优秀科学家的精神风貌。

张首刚

发布时间:2022-05-27

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  事迹材料

  守护“北京时间” 推动时间频率科学自立自强

  张首刚,男,汉族,1966年12月生,陕西咸阳人,中共党员。现任亚博yabo888vip网页版登录国家授时中心首席科学家,研究员。他瞄准时间频率领域“卡脖子”问题,长期扎根西部,甘于寂寞,带领团队全力攻克关键技术,自主研发系列核心设备,为我国时间频率研究水平和服务能力整体跻身国际前列做出重大贡献,以推动时间频率科技自立自强的实际行动,践行了共产党人的初心和使命。目前,他作为首席科学家主持着我国载人航天“空间站高精度时频实验系统”项目,作为总工程师负责着国家重大科技基础设施“高精度地基授时系统”的研制建设。

  2022年2月10日,新华社以题为《大国“钟”匠——记中科院国家授时中心首席科学家张首刚和他的“时间团队”》,报道了张首刚及其团队围绕国家需求,数十年如一日,默默奉献,开拓创新的科研事迹。这是继中宣部“学习强国”《每日一星》后,中央媒体对张首刚的又一次公开报道。作为主讲嘉宾,张首刚参加了中央电视台《开讲啦》、《奋进吧,科学少年》等节目,也作为“最美科学家”被中科院宣传。他还被人社部、中科院共同授予“先进工作者”称号。

  2004年张首刚从法国学成归国后,服从组织安排,离开北京家人,只身来到位于临潼的中科院国家授时中心,一切从零开始,创建量子频标研究团队,在陕西开辟了原子钟及其应用研究领域,培养了时间频率领域国内至今仅有的两位国家“杰青”,并发展成为了中科院重点实验室。

  高精度时间频率是国家战略资源,事关国家安全和经济社会发展。“国家人”做“国家事”、“国家队”担“国家责”。张首刚以国家标准时间产生的自主可控与性能提升为己任,以建设安全可靠的高精度国家授时系统为目标,支撑新时代国家高质量发展。

  1.解决“卡脖子”问题,实现了国家标准时间产生的自主可控,综合性能跃居世界前三

  国家标准时间由原子时和世界时协调产生。他以一个战略科学家敏锐眼光认识到问题的严重性,居安思危、先期谋划,带队攻关十余年,研发的国际首款、性能领先的光抽运小铯钟产品,装备于国家标准时间、北斗、5G、电力和国防等系统,获军队科技进步一等奖(自主可控专项)和国家专利金奖(已公示)。2021年起多台小铯钟数据陆续在国际原子时计算中取得贡献权重,为国内首次;成功研制高稳定连续运行冷原子铯喷泉基准钟,实现了国家标准时间的自主校准;提出并负责建成了多技术融合的世界时自主测量与服务系统,保障了“嫦娥五号”“天问一号”等任务执行,并为战略武器试验和飞行器测控等提供常规服务,使我国摆脱了长期对国外世界时数据的依赖;主持研发了性能国际领先、体积最小的芯片原子钟,装备于卫星导航、通信终端。

  2.国际上率先提出天地一体弹性国家授时体系架构,主持实施相关国家重大科技工程

  围绕国家安全和发展需求,他以战略眼光提出融合北斗导航系统、空间站时频系统和地基授时系统,构建天地一体的国家综合授时体系,建议的“空间站高精度时频科学实验系统”、“十三五”国家重大科技基础设施“高精度地基授时系统”项目获批,并主持实施;突破百纳秒级精度的无线电长波授时技术;建成国际首个十皮秒级精度的千公里实地光纤时间传递系统,奠定了我国天地授时技术融合基础;主持研制的世界精度最高的空间原子钟,是中国空间站重要科学载荷之一,将作为世界第一台空间光钟于2022年发射。

  感人小故事

  (故事1)世界上第一台冷原子铯喷泉钟诞生于法国,读博期间,张首刚的主要工作是改造这台法国的时间基准钟。至今,它的主要性能仍世界领先,一直校准着世界各国500多台守时原子钟,保证着国际标准时间的准确性。毕业时,冷原子研究属于国际前沿和热门。英国、法国、美国和加拿大一些实验室邀请张首刚去开展冷原子研究。当他的导师知道他想回国继续从事喷泉钟研制时,感到很惊讶。他说:“首刚,你已经做了世界上最好的喷泉钟,应该深入研究冷原子物理及其应用问题,为什么要回国再做喷泉钟呢”。

  张首刚深知导师是在关心他的学术生涯,毕竟重复工作对一名科技工作者来说是一种“浪费”,但他更知道冷原子铯喷泉钟对于一个国家时间系统的基础性作用。他特意选择“中国红”作为博士论文封面底色,显得尤为特别,以示他报效祖国的决心。

  (故事2)1998年,张首刚在法国访学期间,与实验室其他科研人员闲谈中得知了一位西方知名物理学家在中国参观后,认为中国原子钟实验研究靠“碰运气”。张首刚被这句话深深刺激,立志要做出长中国人志气的原子钟。

  回国后,他服从组织安排,离开了北京的家人,只身来到相对偏僻的陕西临潼,开始了原子钟的研制工作。当时,国家授时中心冷原子钟的研制基础是零,整个陕西也没有从事冷原子研究的相关人员。从他一个人开始,从一个螺丝钉开始,一切从零开始,只要不出差在外,凌晨1、2点前总能在实验室或办公室看到他的身影。由于我国材料和工艺等基础技术制约,他的团队攻克了很多难以想象的困难,最终成功研制了两台具有独立知识产权的冷原子铯喷泉钟,国际上第二家实现了超高稳定的光生微波源,研制的喷泉钟稳定度性能世界先进,实现了“北京时间”的自主的校准,确保特殊时期国家标准时间的准确性。他组织国内力量,研发了国际首款激光抽运新型小铯钟,性能更加优异,并出口欧洲,对国际标准时间产生做出了贡献,装备于国家标准时间、北斗、5G、电力和国防等系统,保障了国家多个重大设施安全运行。他组织研发了与美国产品同性能,但体积仅一半的世界最小芯片原子钟,装备应用在水下导航授时实验系统和卫星导航、通信的终端;他带队抢占原子钟研制的制高点,正在研制世界上第一台空间光钟。

(责任编辑:侯茜)

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