Det internasjonale byrået for vekter og mål (BIPM) i Sèvres nær Paris beregner vanligvis internasjonal tid,
"For å dra full nytte av optiske klokker i UTC, er det viktig å forbedre metodene for å sammenligne verdensklokker," forklarer Gerard Petit, fysiker i BIPM-tidsavdelingen.
En atomur er et apparat for å måle tid, isom bruker vibrasjoner som forekommer på nivået av atomer eller molekyler som standard. Det internasjonale enhetssystemet definerer ett sekund som 9 192631 770 perioder med elektromagnetisk stråling som oppstår fra overgangen mellom to nivåer av cesium-133-atomets grunntilstand.
Atomklokken er viktig i navigasjonen. Det er umulig å bestemme posisjonen til romskip, satellitter, ballistiske missiler, fly, ubåter, samt bevegelse av biler i automatisk modus via satellittkommunikasjon (GPS, GLONASS, Galileo). Atomklokker brukes også i satellitt- og terrestriske telekommunikasjonssystemer, inkludert basestasjoner for mobilkommunikasjon, internasjonale og nasjonale byråer av standarder og presisjonstidstjenester, som periodisk kringkaster midlertidige signaler via radio.
Atomklokker har imidlertid sine egne kompleksiteter -moderne optiske atomur, som er basert på lasere som samhandler med ultrakolde atomer, gir mye større nøyaktighet enn satellittkommunikasjonen som forbinder dem.
Antenner og klokker på en optisk matrise brukes. Øverst til venstre: 2,4 m antenne installert på INAF, Italia. Øvre midtre: 2,4 m antenne installert på NICT, Japan. Øverst til høyre: 34 m antenne plassert ved NICT, Japan. Nederst til venstre: En ytterbiumklokke på et optisk gitter i drift på INRIM, Italia. Nederst til høyre: En klokke på et strontiumbasert optisk array som ligger i NICT, Japan. Kreditt: National Institute of Information and Communication Technology (NICT), bortsett fra nederste venstre hjørne. Kreditt: National Institute of Metrological Medicine (INRIM).
I en ny studie, høyenergiekstragalaktiske radiokilder erstatter satellitter som kilder til referansesignaler. Sekido Mamorus gruppe ved NICT har utviklet to dedikerte radioteleskoper, ett utplassert i Japan og det andre i Italia, for å oppnå forbindelsen ved hjelp av Very-long-baseline interferometry (VLBI). Disse teleskopene kan observere et bredt spekter av frekvenser, og antenner med en diameter på bare 2,4 meter gjør at de kan bæres.
"Vi ønsker å vise at bredbånd VLBI kan bli et kraftig verktøy ikke bare innen geodesi og astronomi, men også innen metrologi," forklarer Sekido.
Målet med samarbeidet var å koble de to sammenoptiske klokker i Italia og Japan, atskilt med en basisavstand på 8700 km. Disse klokkene laster hundrevis av ultrakalde atomer inn i et optisk gitter, en atomfelle laget ved hjelp av laserlys. Klokkene bruker forskjellige atompartikler: ytterbium for klokkene i INRIM og strontium i NICT. Begge er kandidater for en fremtidig omdefinering av den andre i International System of Units (SI).
“I dag er det en ny generasjon optiske klokkerskyver for å revidere definisjonen av den andre. Veien til omdefinering må møte utfordringen med å sammenligne klokker på en global, interkontinental skala, med bedre ytelse enn i dag, sier David Kalonico, leder for kvantemetrologi og nanoteknologi og forskningskoordinator ved INRIM.
Kommunikasjon er mulig ved å observere kvasarer påmilliarder av lysår unna: radiokilder drevet av sorte hull med en masse på millioner av solmasser, men så fjerne at de kan betraktes som faste punkter på himmelen. Teleskoper sikter mot den nye stjernen med noen få minutters mellomrom for å kompensere for atmosfærens påvirkning. "Vi observerte signalet ikke fra satellitter, men fra romradiokilder," kommenterte Ido Tetsuya, direktør for Space Standards Laboratory og forskningskoordinator ved NICT, om prosjektet.
I tillegg til å forbedre internasjonal timing,slik infrastruktur åpner også for nye måter å studere grunnleggende fysikk og generell relativitet, studere variasjoner i jordens gravitasjonsfelt, eller til og med variasjoner i de grunnleggende konstantene som ligger til grunn for fysikk.
Les også
På sykdomsdag 3 mister de fleste COVID-19 pasienter luktesansen og lider ofte av en rennende nese
Se de nærmeste bildene av solens overflate
Dommedagsbreen viste seg å være farligere enn forskere trodde. Vi forteller det viktigste