Используя радиотелескопы, наблюдающие дальние звезды, ученые соединили оптические атомные часы на различных материках. Результаты были размещены в научном журнальчике Nature Physics в итоге интернационального сотрудничества 33 астрологов и профессионалов в Государственном институте информационных и коммуникационных технологий (NICT, Япония), Государственном институте метрологических исследовательских работ (INRIM, Италия), Государственном институте астрофизики (INAF, Италия) и Международном бюро мер и весов (BIPM, Франция).
Международное бюро мер и весов (BIPM) в Севре под Парижем обычно рассчитывает международное время, рекомендованное для использования в штатских целях (UTC, глобальное координированное время), на базе сопоставления атомных часов через спутниковую связь. Но спутниковые связи, которые нужны для поддержания синхронизированного глобального времени, отстают от разработки новейших атомных часов. Это оптические часы, в каких употребляются лазеры, взаимодействующие с ультрахолодными атомами для весьма четкого отчета времени.
«Чтоб полностью пользоваться преимуществами оптических часов в UTC, принципиально сделать лучше способы сопоставления глобальных часов», — разъясняет Жерар Пети, физик из отдела времени BIPM.
Атомные часы — устройство для измерения времени, в каком в качестве образца употребляют колебания, происходящие на уровне атомов либо молекул. Интернациональная система единиц описывает одну секунду как 9 192 631 770 периодов электромагнитного излучения, возникающего при переходе меж 2-мя уровнями основного состояния атома цезия-133.
Атомные часы важны в навигации. Определение положения галлактических кораблей, спутников, баллистических ракет, самолётов, подводных лодок, также передвижение каров в автоматическом режиме по спутниковой связи (GPS, ГЛОНАСС, Galileo) невозможны без атомных часов. Атомные часы употребляются также в системах спутниковой и наземной телекоммуникации, в том числе в базисных станциях мобильной связи, международными и государственными бюро эталонов и службами четкого времени, которые временами передают временные сигналы по радио.
Но у атомных часов есть свои трудности — современные оптические атомные часы, которые сделаны на базе лазеров, взаимодействующих с ультрахолодными атомами, обеспечивают еще огромную точность, чем спутниковая связь, которая их связывает.
Употребляются антенны и часы на оптической сетке. Вверху слева: антенна 2,4 м, установленная в INAF, Италия. Вверху в центре: антенна 2,4 м, установленная в NICT, Япония. Вверху справа: антенна длиной 34 м, расположенная в NICT, Япония. Понизу слева: иттербиевые часы на оптической сетке, работающие в INRIM, Италия. Понизу справа: часы на оптической сетке на базе стронция, расположенные в NICT, Япония. Предоставлено: Государственный институт информационных и коммуникационных технологий (NICT), не считая левого нижнего угла. Предоставлено: Государственный институт метрологической медицины (INRIM).
В новеньком исследовании высокоэнергетические внегалактические радиоисточники подменяют спутники в качестве источников опорных сигналов. Группа Секидо Мамору из NICT разработала два особых радиотелескопа, один из которых развернули в Стране восходящего солнца, а иной в Италии, чтоб воплотить соединение с внедрением способа радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (Very-long-baseline interferometry, VLBI). Эти телескопы могут вести наблюдения в широком спектре частот, а антенны поперечником всего 2,4 метра разрешают их переносить.
«Мы желаем показать, что широкополосный VLBI может стать массивным инвентарем не только лишь в геодезии и астрономии, да и в метрологии», — разъясняет Секидо.
Целью сотрудничества было соединение 2-ух оптических часов в Италии и Стране восходящего солнца, разбитых базисным расстоянием 8700 км. Эти часы загружают сотки ультрахолодных атомов в оптическую сетку, атомную ловушку, сделанную при помощи лазерного света. В часах употребляются различные атомные частички: иттербий для часов в INRIM и стронций в NICT. Оба являются кандидатами на будущее переопределение секунды в Интернациональной системе единиц (СИ).
«Сейчас новое поколение оптических часов подталкивает к пересмотру определения секунды. Путь к переопределению должен столкнуться с неувязкой сопоставления часов в глобальном, межконтинентальном масштабе, с наилучшими чертами, чем сейчас», — заявил Давид Калонико, глава отдела квантовой метрологии и нанотехнологий и координатор исследовательских работ в INRIM.
Связь вероятна при наблюдении квазаров на расстоянии млрд световых лет: радиоисточников, питаемых темными дырами с массой в миллионы солнечных масс, но так удаленных, что их можно считать фиксированными точками в небе. Телескопы нацелены на новейшую звезду любые несколько минут, чтоб восполнить воздействие атмосферы. «Мы следили сигнал не со спутников, а от галлактических радиоисточников», — откомментировал проект Идо Тецуя, директор Лаборатории галлактических эталонов и координатор исследовательских работ в NICT.
Кроме улучшения интернационального хронометража, таковая инфраструктура также открывает новейшие методы исследования базовой физики и общей теории относительности, исследования вариантов гравитационного поля Земли либо даже вариантов базовых констант, лежащих в базе физики.
Читать также
На 3 денек работоспособности»>заболевания большая часть нездоровых COVID-19 теряют чутье и нередко мучаются насморком
Поглядите на самые близкие снимки поверхности Солнца
Ледник «Судного денька» оказался опаснее, чем задумывались ученые. Рассказываем основное