來自遙遠恒星的信號首次連接整個地球的光學原子鐘

科學家使用射電望遠鏡觀察遠處的恒星，從而將不同大陸的光學原子鐘連接起來。結果由國家信息和通信技術研究所(NICT，Japan)，意大利國立水稻研究所，意大利賴斯計量研究所(IRIM)，意大利國立自然科學研究院(IRIM)，意大利國立科學研究院(Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica)的33位天文學家與時鐘專家之間的國際合作發表在科學雜志《自然物理學》上。 di Astrofisica(意大利國家INAF)和國際植物保護組織(法國BIPM)。

巴黎附近塞夫爾市的BIPM通常通過通過衛星通信比較原子鐘來計算推薦用于民用的國際時間(UTC，世界協調時間)。但是，對于保持全球時間同步至關重要的衛星連接未能趕上新原子鐘的發展：使用激光與超冷原子相互作用以產生非常精細的滴答聲的光學鐘。BIPM時間部門的物理學家GérardPetit說：“要獲得UTC中的光學時鐘的全部好處，改進全球時鐘比較方法非常重要。”

在這項新的研究中，高能量的河外無線電源取代了衛星作為參考信號源。NICT的Sekido Mamoru小組設計了兩臺特殊的射電望遠鏡，一個部署在日本，另一個部署在意大利，以使用超長基線干涉測量(VLBI)技術實現連接。這些望遠鏡能夠在較大的帶寬上進行觀測，而直徑僅為2.4米的碟形天線使它們可以移動。“我們想證明寬帶VLBI不僅有可能成為大地測量和天文學的強大工具，而且也有可能成為計量的強大工具。” 塞基多評論。為了達到所需的靈敏度，在2018年10月14日至2019年2月14日進行的測量中，小型天線與一臺更大的34 m射電望遠鏡協同工作，位于日本鹿島。對于鹿島射電望遠鏡，這些天線是地球觀測之前的最后觀測結果之一。望遠鏡在2019年9月的臺風``傳真''(Faxai)造成了不可彌補的損壞。

合作的目標是連接意大利和日本的兩個光學時鐘，它們之間的基線距離為8700 km。這些時鐘在光學晶格中裝載了數百個超冷原子，光學晶格是用激光設計的原子陷阱。時鐘使用不同的原子種類：INRIM處的和NICT處的鍶。兩者都是將來重新定義國際單位制(SI)中的第二個候選者。“今天，新一代光學時鐘正在推動人們重新審視秒針的定義。重新定義之路必須面對在洲際范圍內以比今天更好的性能比較全球時鐘的挑戰，”戴維德·卡洛尼科(Davide Calonico)表示。 INRIM量子計量和納米技術部門的負責人和研究協調員。