นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบนาฬิกาอะตอมทั่วโลกเป็นครั้งแรกโดยใช้ดวงดาว

Международное бюро мер и весов (BIPM) в Севре под Парижем обычно рассчитывает международное время,

рекомендованное для использования в гражданских целях (UTC, всемирное координированное время), на основе сравнения атомных часов через спутниковую связь. Однако спутниковые связи, которые необходимы для поддержания синхронизированного глобального времени, отстают от разработки новых атомных часов. Это оптические часы, в которых используются лазеры, взаимодействующие с ультрахолодными атомами для очень точного отчета времени.

“ เพื่อใช้ประโยชน์จากนาฬิกาออปติคอลใน UTC อย่างเต็มที่สิ่งสำคัญคือต้องปรับปรุงวิธีการเปรียบเทียบนาฬิกาโลก” Gerard Petit นักฟิสิกส์ในแผนกเวลา BIPM อธิบาย

นาฬิกาอะตอมเป็นอุปกรณ์สำหรับวัดเวลาในซึ่งใช้การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นในระดับอะตอมหรือโมเลกุลเป็นมาตรฐาน International System of Units กำหนดระยะเวลาหนึ่งวินาทีเป็น 9192 631 770 ช่วงเวลาของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงระหว่างสองระดับของสถานะพื้นของอะตอมซีเซียม -133

นาฬิกาอะตอมมีความจำเป็นอย่างยิ่งในการนำทาง การกำหนดตำแหน่งของยานอวกาศดาวเทียมขีปนาวุธเครื่องบินเรือดำน้ำตลอดจนการเคลื่อนที่ของรถยนต์ในโหมดอัตโนมัติผ่านการสื่อสารด้วยดาวเทียม (GPS, GLONASS, Galileo) เป็นไปไม่ได้หากไม่มีนาฬิกาอะตอม นาฬิกาปรมาณูยังใช้ในระบบโทรคมนาคมผ่านดาวเทียมและภาคพื้นดินรวมถึงสถานีฐานสำหรับการสื่อสารเคลื่อนที่สำนักงานมาตรฐานระหว่างประเทศและระดับประเทศและบริการบอกเวลาที่แม่นยำซึ่งออกอากาศสัญญาณชั่วคราวทางวิทยุเป็นระยะ

อย่างไรก็ตามนาฬิกาอะตอมมีความซับซ้อนในตัวเอง -นาฬิกาอะตอมแบบออปติคัลสมัยใหม่ซึ่งใช้เลเซอร์ที่มีปฏิสัมพันธ์กับอะตอมที่มีความเย็นมากให้ความแม่นยำมากกว่าการสื่อสารผ่านดาวเทียมที่เชื่อมโยงพวกมัน

ใช้เสาอากาศและนาฬิกาบนอาร์เรย์ออปติคัล ด้านซ้ายบน: เสาอากาศ 2.4 ม. ติดตั้งที่ INAF ประเทศอิตาลี ตรงกลางด้านบน: เสาอากาศ 2.4 ม. ติดตั้งที่ NICT ประเทศญี่ปุ่น ขวาบน: เสาอากาศ 34 ม. ตั้งอยู่ที่ NICT ประเทศญี่ปุ่น ด้านล่างซ้าย: นาฬิกา ytterbium บนตาข่ายออปติคอลที่ทำงานอยู่ที่ INRIM ประเทศอิตาลี ด้านล่างขวา: นาฬิกาบนอาร์เรย์ออปติคัลที่ใช้สตรอนเทียมซึ่งตั้งอยู่ที่ NICT ประเทศญี่ปุ่น เครดิต: สถาบันเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารแห่งชาติ (NICT) ยกเว้นมุมล่างซ้าย เครดิต: สถาบันการแพทย์มาตรวิทยาแห่งชาติ (INRIM)

В новом исследовании высокоэнергетические внегалактические радиоисточники заменяют спутники в качестве источников опорных сигналов. Группа Секидо Мамору из NICT разработала два специальных радиотелескопа, один из которых развернули в Японии, а другой в Италии, чтобы реализовать соединение с использованием метода радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (Very-long-baseline interferometry, VLBI). Эти телескопы могут вести наблюдения в широком диапазоне частот, а антенны диаметром всего 2,4 метра позволяют их переносить.

«Мы хотим показать, что широкополосный VLBI может стать мощным инструментом не только в геодезии и астрономии, но и в метрологии», — объясняет Секидо. 

Целью сотрудничества было соединение двух оптических часов в Италии и Японии, разделенных базовым расстоянием 8700 км. Эти часы загружают сотни ультрахолодных атомов в оптическую решетку, атомную ловушку, созданную с помощью лазерного света. В часах используются разные атомные частицы: иттербий для часов в INRIM и стронций в NICT. Оба являются кандидатами на будущее переопределение секунды в Международной системе единиц (СИ).

“ ปัจจุบันเป็นนาฬิกาออปติคอลรุ่นใหม่ผลักดันให้แก้ไขคำจำกัดความของข้อที่สอง เส้นทางสู่การกำหนดนิยามใหม่ต้องเผชิญกับความท้าทายในการเปรียบเทียบนาฬิกาในระดับสากลข้ามทวีปด้วยประสิทธิภาพที่ดีกว่าในปัจจุบัน” David Kalonico หัวหน้าฝ่ายมาตรวิทยาควอนตัมและนาโนเทคโนโลยีและผู้ประสานงานวิจัยของ INRIM กล่าว

Связь возможна при наблюдении квазаров на расстоянии миллиардов световых лет: радиоисточников, питаемых черными дырами с массой в миллионы солнечных масс, но настолько удаленных, что их можно считать фиксированными точками в небе. Телескопы нацелены на новую звезду каждые несколько минут, чтобы компенсировать влияние атмосферы. «Мы наблюдали сигнал не со спутников, а от космических радиоисточников», — прокомментировал проект Идо Тецуя, директор Лаборатории космических стандартов и координатор исследований в NICT. 

Помимо улучшения международного хронометража, такая инфраструктура также открывает новые способы изучения фундаментальной физики и общей теории относительности, изучения вариаций гравитационного поля Земли или даже вариаций фундаментальных констант, лежащих в основе физики. 

อ่านยัง

ในวันที่ 3 ของการเจ็บป่วยผู้ป่วย COVID-19 ส่วนใหญ่สูญเสียความรู้สึกในการดมและมักจะมีอาการน้ำมูกไหล

ดูภาพที่ใกล้ที่สุดของพื้นผิวดวงอาทิตย์

ธารน้ำแข็ง Doomsday กลายเป็นอันตรายมากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คิด เราบอกสิ่งสำคัญ