近日,日本产业技术综合研究所(AIST)计量标准综合中心物理计测标准研究部门、横滨国立大学等机构的研究人员通过光晶格时钟成功地连续生成了230天的高精度时间系统。
现在,为了将使用光晶格时钟得到的光的频率作为基准,正在讨论重新定义秒(秒的重新定义)。如果重新定义“秒”,将确立比现在定义的“刻度细”数万倍的标准,有望向社会提供高精度的时间和频率。为了重新审视秒的定义,新定义要比现在的定义更精确且长期稳定等,留下了很多课题。其中,利用光晶格时钟调整原子钟的频率,生成精度高且稳定的时间系统,被认为是重新定义秒所希望达成的条件之一,各国都在对此进行研究。AIST通过手动调整可连续运转的氢原子钟的频率来生成时间系统,如果使用光格子钟进行调整,则有望生成精度更高的时间系统。但是,迄今为止光晶格钟只能以较低的稼动率运转,因此在光晶格钟停止期间,要正确调整原子钟的频率非常困难。
此次,利用过去成功运转的高稼动率光晶格钟的数据,调整当时的氢原子钟的频率,生成了以光晶格钟为基准的时间系统。这个时间系统历经230天,与当时的国际时间标准——协调世界时(UTC)的时间差±1ns(十亿分之一秒)以内,达到了世界最高水平的同步精度。通过这次的成果,期待能够加快对秒的重新定义的研究。
该技术的详细内容于2024年6月7日(美国东部标准时间)发表在《Physical Review Applied》期刊上(Generation of a precise time scale assisted by a near-continuously operating optical lattice clock,Physical Review Applied,DOI:10.1103/PhysRevApplied.21.064015)。