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亚博官网|日本成功利用光晶格钟测量海拔高差
时间:2021-01-25 02:15 点击次数:
本文摘要:东京大学和日本国土地理院2016年8月18日表示,在直线距离约15公里的东京大学和日本理化学研究所(理研所)设置光光栅时钟,通过高精度测量两大时钟的比较时间,成功地测量了两点之间的海拔差异,准确度为5厘米。该方法今后将打破过去的时钟概念,应用于相对论效果中使用的垂直距离测量(相对性论土地测量)。光晶格表是利用享受魔法波长的激光,用光波长更小的区域,即光晶格阻挡原子,同时观察多个原子的原子钟。

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东京大学和日本国土地理院2016年8月18日表示,在直线距离约15公里的东京大学和日本理化学研究所(理研所)设置光光栅时钟,通过高精度测量两大时钟的比较时间,成功地测量了两点之间的海拔差异,准确度为5厘米。该方法今后将打破过去的时钟概念,应用于相对论效果中使用的垂直距离测量(相对性论土地测量)。光晶格表是利用享受魔法波长的激光,用光波长更小的区域,即光晶格阻挡原子,同时观察多个原子的原子钟。

2015年的研究显示,两台低低温运行的锶光晶格时钟之间的频率误差约为10 ~ 18台,甚至还有铯原子钟。此次,研究人员在东京大学设置了1台,在研究中设置了2台低温运行的锶光光栅手表,将近30公里宽的光纤与直线距离约15公里的两个地方连接起来。李渊的橡胶激光器通过光纤传输到同台,通过共享两个场所来激发激光器的频率波动,实时测量的准确度超过独立国家运行水平平均时间的百分之一,大大延长了测量时间。

根据爱因斯坦的广义相对论,摆在两个高度不同的手表上,低处不受地球重力的影响,走得很快。研究组在半年时间里进行了11次频率比较实验。研究的高度完全相同的两个时钟之间设置的频率误差约为110-18。

设置在东台的时钟振动比研究的时钟快1652.910-18,可见两地的高度差异为1516厘米。该结果与国土地理院水平测量结果之间的误差大于5厘米。今后,为了简单地部署光光栅时钟,研究小组为了进一步提高时钟的准确度,提高便携式、自动操作、远程控制和长期可靠性,今后为了提高长程时钟的准确度,必须超过毫米级别。

各地安装光光栅时钟,设置量子水平点,建立连接的光光栅时钟网络InternetofClocks(IoC),可以通过火山活动和板块运动等地壳运动(海拔变化)为契机进行监测。另外,还可能在汽车上安装光光栅手表,勘探地下矿物资源,与GNSS建立有序的超高精度高度差异检测系统等。

此次研究是日本科学技术大发展区(JST)的战略建设研究前进事业和日本文部科学省的目的建设光及双边科研基地的基础技术开发事业的一部分,部分研究得到了日本内阁部最尖端的研究开发援助计划的援助。研究结果于月末2016年8月15日(英国时间)在英国科学杂志《NaturePhotonics》网络版上公开。

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