Optiske ure startede kalibreringen af ​​den internationale atomtid

Optiske ure fra National Institute of Information and Communications Technology (NICT, Japan) og LNE-SYRTE (Systemes de Reference Temps-Espace, Observatoire de Paris, Universite PSL, CNRS, Sorbonne Universitet, Frankrig) vurderede det sidste "ét sekund" kryds i International Atomic Time (TAI) og leverede disse data til Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), der skulle henvises til justering af TAI's krydsfrekvens. Primære frekvensstandarder baseret på cesium -mikrobølgeurovergangen eller en sekundær standard baseret på en rubidium -mikrobølgeovergang har længe spillet en rolle for at kalibrere skalaintervallet for TAI.

Muligheden for optiske ure, der har gjort hurtige fremskridt i de sidste tyve år, blev for nylig anerkendt for at være gyldige; og de to laboratorier, i Asien og Europa, endelig begyndte evalueringen af ​​TAI ved hjælp af deres optiske gitterure. De to kalibreringer er enige og er i overensstemmelse med dem, der tilbydes af state-of-the-art mikrobølge standarder, demonstrere kompatibiliteten til at anvende optiske ure som en reference, som BIPM henviser til for at justere krydsfrekvensen for TAI. Denne præstation findes i "cirkulære T", en månedlig rapport udstedt af BIPM Time -afdelingen.

Coordinated Universal Time (UTC) er en tidsplan, hvor forskellige systemer, såsom national standardtid, informationsnetværk, og internationale finansielle systemer afhænger af. UTC adskiller sig fra TAI med et helt antal sekunder, som er de kumulerede spring -sekunder. For at generere TAI, BIPM indsamler data for mere end 400 atomure, der drives i offentlige laboratorier over hele verden, og beregner deres vægtede middel.

Dens fremragende pålidelighed realiseres af hundredvis af ure, men nøjagtigheden af ​​den tikkende hastighed er blevet opretholdt ved de kalibreringer, der er leveret af de nyeste frekvensstandarder, hvoraf internationale arbejdsgrupper af metrologer anerkender evnen. BIPM henviser til disse kalibreringsdata for at accelerere eller bremse TAI's tikkende hastighed for at være i overensstemmelse med SI -sekund.

Mens mikrobølge standarder længe har stået for kalibreringer, det er blevet forventet, at optiske ure, der har gjort hurtige fremskridt i løbet af det sidste årti, ville også tjene til at styre TAI.

Forskere i NICT og LNE-SYRTE betjente deres strontium optiske gitterure uafhængigt af 2. til 12. december og evaluerede middelfrekvensen for lokale brintmasere (HM'er) med henvisning til gitteruret. HM'erne, der er knyttet til TAI af BIPM, denne evaluering gav os således mulighed for at forbinde gitterure til TAI. Dette fører til kalibrering af det gennemsnitlige TAI -skalainterval over ti dage med hensyn til de optiske gitterure i strontium.

De to uafhængige evalueringer stemte overens med konsekvente resultater på 0,84 (71) E-15 og 0,74 (74) E-15 ved NICT og LNE-SYRTE, henholdsvis. State-of-the-art primære frekvensstandarder i PTB og SYRTE blev også betjent i løbet af disse ti dage, og deres kalibreringer var også i overensstemmelse med de to resultater, angiver gyldigheden af ​​at bruge optiske ure til at give en reference til at styre fluebenhastigheden for TAI. Efter pilotindlevering af kalibreringer af TAI af optiske ure på LNE-SYRTE og NICT, der blev inkluderet i cirkulære T i 2018 efter en gennemgangsproces, dette er første gang, at optiske ure bidrager til at styre TAI i realtid.

Kalibreringerne blev også inkorporeret for at beregne mere præcis tidsskala TT (BIPM). En gang om året, BIPM gennemgår TAI med henvisning til kalibreringsresultater rapporteret fra laboratorier og korrigerer UTC. Korrektionen viser sig at være en mere præcis tidsskala kaldet TT (BIPM). De to kalibreringer leveret af NICT og LNE-SYRTE denne gang bidrog også til beregningen af ​​TT (BIPM2018), som blev offentliggjort af BIPM den 1. februar, 2019.

Disse resultater vil også bidrage til den fremtidige omdefinering af det andet. Optiske ure, herunder gitterure på NICT og LNE-SYRTE, har allerede overgået de topmoderne primære frekvensstandarder baseret på cæsium i forskellige aspekter. Tids- og frekvensmetrologer har indledt en diskussion mod ændringen af ​​definitionen af ​​SI -sekund, som tidligst kan forekomme i 2026.

Optiske ure drives nu i forskellige laboratorier, og vi forventer, at flere laboratorier vil bidrage til generering af TAI ved at levere evalueringsresultaterne til BIPM. Pålidelige kalibreringer med flere optiske ure vil gøre det muligt for BIPM at forudse en mulig vedligeholdelse af UTC baseret på den nye optiske definition af den anden. De forskellige kalibreringsdata vil også give information til bestemmelse af den absolutte frekvens af Sr optisk urovergang, hvilket kan vise sig at være frekvensen, der definerer det nye SI -sekund.