El Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones NICT generó una señal en tiempo real de una escala de tiempo precisa combinando un reloj de celosía óptico y un maser de hidrógeno. La señal generada en este sistema híbrido de microondas óptico continuó durante medio añosin interrupción. El "un segundo" resultante fue más preciso que el del Tiempo Universal Coordinado UTC en esa fecha, y el tiempo se desvió 0,8 ns en medio año en relación con TT BIPM, donde TT BIPM esla escala de tiempo más precisa postprocesada por la Oficina Internacional de Pesos y Medidas BIPM. Esta demostración demuestra la capacidad de mantener el tiempo con respecto a la definición óptica futura de la segunda, que se podrá realizar en los próximos diez años.fue publicado en una revista de acceso abierto Informes científicos , el 9 de marzo de 2018.
Los tiempos estándar nacionales se mantienen sincronizados con UTC. Dado que la transición hiperfina de cesio define la duración del "un segundo", mantener relojes Cs precisos es sencillo para mantener el tiempo. Los relojes ópticos, por otro lado, hicieron un rápido progresorecientemente y alcanzó una incertidumbre mucho menos sistemática que la de los estándares de microondas. Sin embargo, hasta ahora nadie ha generado una señal en tiempo real de una escala de tiempo usando relojes ópticos porque todavía es difícil operar un reloj óptico continuamente durante un mes o más.
Investigadores del Laboratorio de Estándares de Espacio-Tiempo de la NICT, incluidos físicos atómicos y expertos en composición de tiempo, demostraron una nueva generación de escala de tiempo, "escala de tiempo híbrida óptico-microondas", que combina un reloj de celosía óptico con un maser de hidrógeno HM.El reloj de celosía de estroncio 87 se maneja escasamente durante tres horas una vez a la semana. Esta operación calibra la frecuencia de la HM y, además, las mediciones en los últimos 25 días les permiten predecir cómo cambiará la frecuencia de marcaje de la HM.avance configure el ajuste de la frecuencia HM en la semana siguiente para compensar la deriva de frecuencia prevista.
La escala de tiempo resultante se comparó con dos llamados "relojes de papel", UTC y TT BIPM. UTC a menudo es monitoreado por los estándares de frecuencia de fuente Cs de última generación que son operados por institutos nacionales de metrología,y el resultado del monitoreo se informa a BIPM. Una vez al año en enero, BIPM incorpora el resultado de estas calibraciones y realiza más correcciones a UTC anteriores. Este es TT BIPM y es el "reloj de papel" más preciso.en la Fig. 2, la diferencia de tiempo de la escala de tiempo óptico frente a UTC se expandió a 8 ns en cinco meses, pero la de TT BIPM se mantuvo en menos de 1 ns. Estos resultados indican que la escala de tiempo óptico es más precisa que UTCy es al menos comparable a TT BIPM en términos de precisión y estabilidad. UTC y TT BIPM son productos numéricos calculados en tiempo diferido por la cooperación de más de 400 relojes atómicos y fuentes Cs de última generación.en todo el mundo. Por otro lado, la señal generada en NICT es un verdadero signal que de hecho marcó cada segundo durante los seis meses.
"Servimos a la sociedad al proporcionar tiempo sin interrupciones sin interrupciones. El método híbrido óptico-microondas demostrado aquí trae el beneficio de los estándares de frecuencia óptica al cronometraje", dijo Tetsuya Ido, director del Laboratorio de Estándares de Espacio-Tiempo de la NICT.
Otra cosa a tener en cuenta es el impacto en la redefinición futura del segundo SI, hacia el cual la comunidad de tiempo y frecuencia de metrología ha comenzado recientemente la discusión. El método híbrido logró evaluar la frecuencia media de UTC de un mes para los seismeses, y los resultados fueron consistentes con otras evaluaciones reportadas por las fuentes Cs de última generación. La capacidad de calibrar UTC sobre la base de relojes ópticos es uno de los requisitos previos para la redefinición futura.
[Perspectivas futuras]
NICT genera Hora estándar de Japón JST. NICT tiene como objetivo aplicar este método híbrido al sistema de generación JST paso a paso. El siguiente paso sería establecer una redundancia de referencias de frecuencia óptica. Otro reloj de celosía óptico o relojes de iones individualestrabajo. Pueden utilizar los de otros laboratorios conectándose a ellos mediante una red de fibra óptica o transferencia de frecuencia por satélite.
Tetsuya dice: "Se espera que los relojes ópticos de alta precisión sean sensores geodésicos para detectar la variación del entorno gravitacional. Dichas aplicaciones demandan una referencia que permanezca sin cambios. La escala de tiempo nacional altamente precisa y estable puede desempeñar este papel que está disponible en 24 horas /7d como infraestructura "
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Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Tecnología de Información y Comunicaciones NICT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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