Kansainvälinen paino- ja mittatoimisto (BIPM) Sèvresissä lähellä Pariisia laskee yleensä kansainvälisen ajan,
"Optisten kellojen täysimääräisen hyödyntämiseksi UTC: ssä on tärkeää parantaa maailmankellojen vertailumenetelmiä", kertoo Gerard Petit, fyysikko BIPM-aikaosastolta.
Atomikello on laite ajan mittaamiseenjoka käyttää standardina atomien tai molekyylien tasolla esiintyviä värähtelyjä. Kansainvälinen yksikköjärjestelmä määrittelee yhden sekunnin 9 192 631 770 sähkömagneettisen säteilyn jaksoksi, joka syntyy siirtymästä cesium-133-atomin perustilan kahden tason välillä.
Atomikello on välttämätön navigoinnissa. Avaruusalusten, satelliittien, ballististen ohjusten, lentokoneiden, sukellusveneiden sekä autojen liikkumisen automaattitilassa määrittäminen satelliittiviestinnän (GPS, GLONASS, Galileo) kautta on mahdotonta ilman atomikelloa. Atomikelloja käytetään myös satelliitti- ja maanpäällisissä televiestintäjärjestelmissä, mukaan lukien matkaviestinnän tukiasemat, kansainväliset ja kansalliset standarditoimistot sekä tarkkuusaikapalvelut, jotka lähettävät väliaikaisesti väliaikaisia signaaleja radiolla.
Atomikelloilla on kuitenkin omat monimutkaisuutensa -modernit optiset atomikellot, jotka perustuvat ultrakylmien atomien kanssa vuorovaikutuksessa oleviin lasereihin, tarjoavat paljon suuremman tarkkuuden kuin niitä yhdistävä satelliittiviestintä.
Käytetään antenneja ja optisen ryhmän kelloa. Vasen yläosa: 2,4 m: n antenni asennettuna INAF: iin, Italia. Yläosa: 2,4 m: n antenni asennettuna NICT: ään, Japaniin. Oikeassa yläkulmassa: 34 m: n antenni NICT: ssä, Japanissa. Vasen alakulma: Ytterbiumkello optisella ristikolla, joka toimii INRIMissä, Italiassa. Oikea alakulma: Kello strontiumipohjaisella optisella ryhmällä NICT: ssä, Japanissa. Luotto: Kansallinen tieto- ja viestintätekniikan instituutti (NICT), lukuun ottamatta vasenta alakulmaa. Luotto: National Institute of Metrological Medicine (INRIM).
Uudessa tutkimuksessa korkean energianekstragalaktiset radiolähteet korvaavat satelliitit vertailusignaalien lähteinä. Sekido Mamorun ryhmä NICT:ssä on kehittänyt kaksi erityistä radioteleskooppia, joista toinen on käytössä Japanissa ja toinen Italiassa. Nämä teleskoopit pystyvät tarkkailemaan monenlaisia taajuuksia, ja antennit, joiden halkaisija on vain 2,4 metriä, mahdollistavat niiden kuljettamisen.
"Haluamme näyttää, että laajakaistaisesta VLBI:stä voi tulla tehokas työkalu geodesian ja tähtitieteen lisäksi myös metrologiassa", Sekido selittää.
Yhteistyön tavoitteena oli yhdistää nämä kaksioptiset kellot Italiassa ja Japanissa, joita erottaa 8700 km:n perusetäisyys. Nämä kellot lataavat satoja erittäin kylmiä atomeja optiseen hilaan, laservalolla luotuun atomiloukkuun. Kellot käyttävät erilaisia atomihiukkasia: ytterbiumia kelloissa INRIM:ssä ja strontiumia NICT:ssä. Molemmat ovat ehdokkaita kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI) toisen yksikön tulevaan uudelleenmäärittelyyn.
”Tänään on uuden sukupolven optisia kellojapyrkii tarkistamaan toisen määritelmää. Uudelleenmäärittelyn tiellä on oltava haaste verrata kelloja maailmanlaajuisesti, mannertenväliseen mittakaavaan, nykyistä parempaan suorituskykyyn ”, sanoi kvanttimetrologian ja nanoteknologian johtaja ja tutkimuskoordinaattori David Kalonico INRIM: stä.
Kommunikointi on mahdollista tarkkailemalla kvasaarit päällämiljardien valovuosien päässä: radiolähteet, jotka saavat virtansa mustista aukoista, joiden massa on miljoonia aurinkomassoja, mutta jotka ovat niin kaukana, että niitä voidaan pitää kiinteinä pisteinä taivaalla. Teleskoopit tähtäävät uuteen tähteen muutaman minuutin välein ilmakehän vaikutuksen kompensoimiseksi. "Emme havainneet signaalia satelliiteista, vaan avaruusradiolähteistä", kommentoi projektia avaruusstandardilaboratorion johtaja ja NICT:n tutkimuskoordinaattori Ido Tetsuya.
Kansainvälisen ajoituksen parantamisen lisäksitällainen infrastruktuuri avaa myös uusia tapoja tutkia perusfysiikkaa ja yleistä suhteellisuusteoriaa, tutkia Maan gravitaatiokentän vaihteluja tai jopa fysiikan taustalla olevien perusvakioiden vaihteluita.
Lue myös
Sairauspäivänä 3 useimmat COVID-19-potilaat menettävät hajuaistunsa ja kärsivät usein nenästä
Katso lähimmät kuvat Auringon pinnasta
Tuomiopäivän jäätikkö osoittautui vaarallisemmaksi kuin tutkijat ajattelivat. Kerromme pääasia