来自遥远恒星的信号首次连接整个地球的光学原子钟

科学家使用射电望远镜观察远处的恒星，从而将不同大陆的光学原子钟连接起来。结果由国家信息和通信技术研究所(NICT，Japan)，意大利国立水稻研究所，意大利赖斯计量研究所(IRIM)，意大利国立自然科学研究院(IRIM)，意大利国立科学研究院(Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica)的33位天文学家与时钟专家之间的国际合作发表在科学杂志《自然物理学》上。 di Astrofisica(意大利国家INAF)和国际植物保护组织(法国BIPM)。

巴黎附近塞夫尔市的BIPM通常通过通过卫星通信比较原子钟来计算推荐用于民用的国际时间(UTC，世界协调时间)。但是，对于保持全球时间同步至关重要的卫星连接未能赶上新原子钟的发展：使用激光与超冷原子相互作用以产生非常精细的滴答声的光学钟。BIPM时间部门的物理学家GérardPetit说：“要获得UTC中的光学时钟的全部好处，改进全球时钟比较方法非常重要。”

在这项新的研究中，高能量的河外无线电源取代了卫星作为参考信号源。NICT的Sekido Mamoru小组设计了两台特殊的射电望远镜，一个部署在日本，另一个部署在意大利，以使用超长基线干涉测量(VLBI)技术实现连接。这些望远镜能够在较大的带宽上进行观测，而直径仅为2.4米的碟形天线使它们可以移动。“我们想证明宽带VLBI不仅有可能成为大地测量和天文学的强大工具，而且也有可能成为计量的强大工具。” 塞基多评论。为了达到所需的灵敏度，在2018年10月14日至2019年2月14日进行的测量中，小型天线与一台更大的34 m射电望远镜协同工作，位于日本鹿岛。对于鹿岛射电望远镜，这些天线是地球观测之前的最后观测结果之一。望远镜在2019年9月的台风``传真''(Faxai)造成了不可弥补的损坏。

合作的目标是连接意大利和日本的两个光学时钟，它们之间的基线距离为8700 km。这些时钟在光学晶格中装载了数百个超冷原子，光学晶格是用激光设计的原子陷阱。时钟使用不同的原子种类：INRIM处的和NICT处的锶。两者都是将来重新定义国际单位制(SI)中的第二个候选者。“今天，新一代光学时钟正在推动人们重新审视秒针的定义。重新定义之路必须面对在洲际范围内以比今天更好的性能比较全球时钟的挑战，”戴维德·卡洛尼科(Davide Calonico)表示。 INRIM量子计量和纳米技术部门的负责人和研究协调员。