일반적으로 파리 근처 세브르에 있는 국제도량형국(BIPM)에서 국제시를 계산합니다.
"UTC의 광학 시계를 최대한 활용하려면 세계 시계를 비교하는 방법을 개선하는 것이 중요합니다."라고 BIPM 시간 부서의 물리학자인 Gerard Petit가 설명합니다.
원자시계는 시간을 측정하는 장치로,원자나 분자 수준에서 발생하는 진동을 기준으로 삼는다. 국제 단위계는 1초를 세슘-133 원자의 바닥 상태의 두 수준 사이에서 전환하여 발생하는 전자기 복사의 9 192 631 770 주기로 정의합니다.
원자 시계는 항해에 필수적입니다.우주선, 위성, 탄도 미사일, 비행기, 잠수함의 위치를 결정하고 위성 통신 (GPS, GLONASS, Galileo)을 통한 자동 모드의 자동차 이동은 원자 시계 없이는 불가능합니다. 원자 시계는 또한 이동 통신용 기지국, 국제 및 국가 표준국, 라디오를 통해 주기적으로 임시 신호를 방송하는 정밀 시간 서비스를 위한 기지국을 포함한 위성 및 지상 통신 시스템에 사용됩니다.
그러나 원자 시계에는 고유한 복잡성이 있습니다.극저온 원자와 상호 작용하는 레이저를 기반으로 하는 최신 광학 원자 시계는 원자를 연결하는 위성 통신보다 훨씬 더 높은 정확도를 제공합니다.
광학 어레이의 안테나와 시계가 사용됩니다.왼쪽 상단: 이탈리아 INAF에 설치된 2.4m 안테나. 상단 중간: 일본 NICT에 설치된 2.4m 안테나. 오른쪽 상단: 일본 NICT에 위치한 34m 안테나. 왼쪽 하단: 이탈리아 INRIM에서 작동 중인 이테르븀 광학 격자 시계. 오른쪽 하단: 일본 NICT에 위치한 스트론튬 기반 광학 어레이의 시계. 출처: NICT(National Institute of Information and Communication Technology), 왼쪽 하단 모서리 제외. 크레딧: 국립 도량형 의학 연구소(INRIM).
새로운 연구에서는 고에너지은하외 무선 소스는 위성을 참조 신호 소스로 대체하고 있습니다. NICT의 Sekido Mamoru 그룹은 VLBI(Very-Long-Baseline Interferometry)를 사용하여 연결을 구현하기 위해 일본과 이탈리아에 배치된 두 개의 특수 전파 망원경을 개발했습니다. 이 망원경은 광범위한 주파수를 관찰할 수 있으며 직경이 2.4미터에 불과한 안테나를 사용하면 휴대가 가능합니다.
Sekido는 "우리는 광대역 VLBI가 측지학과 천문학뿐만 아니라 계측 분야에서도 강력한 도구가 될 수 있다는 것을 보여주고 싶습니다."라고 설명합니다.
협업의 목표는 두 가지를 연결하는 것이었습니다.이탈리아와 일본의 광학 시계는 8700km의 기본 거리로 분리되어 있습니다. 이 시계는 수백 개의 초저온 원자를 레이저 광을 사용하여 생성된 원자 트랩인 광학 격자에 로드합니다. 시계는 서로 다른 원자 입자를 사용합니다. INRIM의 시계에는 이테르븀, NICT의 스트론튬이 사용됩니다. 둘 다 미래에 국제 단위계(SI)에서 초를 재정의할 후보입니다.
“오늘은 새로운 세대의 광학 시계입니다.두 번째 정의의 개정을 권장합니다. INRIM의 양자 계측 및 나노 기술 책임자이자 연구 코디네이터인 David Kalonico는 이렇게 말했습니다.
퀘이사를 관찰하면 의사소통이 가능하다수십억 광년 떨어져 있는 전파원: 질량이 태양 질량의 수백만에 달하는 블랙홀에 의해 구동되지만 너무 멀리 떨어져 있어 하늘의 고정된 지점으로 간주될 수 있습니다. 망원경은 대기의 영향을 보상하기 위해 몇 분마다 새로운 별을 겨냥합니다. "우리는 위성이 아닌 우주 무선 소스에서 신호를 관찰했습니다."라고 우주 표준 연구소 소장이자 NICT 연구 코디네이터인 Ido Tetsuya가 이 프로젝트에 대해 말했습니다.
국제 타이밍을 개선하는 것 외에도,이러한 인프라는 또한 기본 물리학과 일반 상대성 이론을 연구하고, 지구 중력장의 변화를 연구하거나 심지어 물리학의 기본 상수의 변화를 연구할 수 있는 새로운 방법을 열어줍니다.
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