Оба атомных стандарта в системе KL FAMO работают с атомами стронция 88, но для исключения повторяющихся ошибок в одном из них также можно использовать атомы стронция 87. Атомы стронция в каждом стандарте изолированы от окружающей среды и друг от друга: охлаждаются до температуры ниже 10 микрокельвинов, находятся внутри сверхвысоковакуумной камеры и фиксируются в специально сконструированной оптической ловушке, генерируемой лучом дополнительного лазера.Чтобы отследить время, прошедшее с атомов стронция, они облучаются красным светом основного сверхстабильного лазера с частотой прибл.
429 терагерц. После того, как энергия лазерного света настроена так, чтобы соответствовать переходу в атомах, частота лазерного луча преобразуется с помощью гребенки оптических частот в радиочастоты с частотой около 250 мегагерц. На этом этапе отдельные «такты» часов подсчитываются соответствующим электронным устройством.«Стабильность таких часов — это одно, а их точность — совсем другое.
Чтобы убедиться в последнем, другими словами, чтобы иметь возможность сравнивать наши показания с показаниями существующих стандартов времени, мы начали сотрудничество с Центральным офисом. мер в Варшаве и астрогеодинамической обсерватории Боровец », — подчеркивает профессор Чеслав Радзевич (Физический факультет UW).Сигналы времени передаются между лабораториями в Торуни, Варшаве и Боровце по оптоволоконным кабелям, предоставленным академической сетью PIONIER и телекоммуникационной компанией Orange в рамках проекта OPTIME, финансируемого Национальным центром исследований и разработок.
Сеть состоит из телекоммуникационных волоконно-оптических кабелей и специального оборудования для передачи и усиления, разработанного инженерами факультета электроники Университета науки и технологий в Кракове.«Простое включение часов на основе Торуня в пул существующих часов, составляющих эталон времени, повысило точность этого стандарта.
На практике это означает, что наши часы также внесут вклад в будущее определение секунды», — говорит доктор .Завада.Поскольку новые часы начали работать совсем недавно, физики, работающие над проектом, еще не завершили тесты, необходимые для точного определения всех свойств устройства.
Однако данные, собранные до сих пор, позволяют предположить, что на текущем этапе работы часы в Торуне уже являются наиболее стабильными и точными в Польше.«В основе этого успеха лежит отличное разделение обязанностей и беспрепятственное сотрудничество между экспериментальными группами из всех трех университетов.
В конце концов, проект представлял серьезную проблему и в логистическом смысле. Был создан один из двух атомных стандартов в Кракове, и после того, как он был первоначально запущен и испытан там, был доставлен в Торунь. Чрезвычайно чувствительный прибор пережил эту поездку невредимым », — говорит профессор Войцех Гавлик (JU).Далее он отмечает: «В результате наших совместных усилий Польша теперь имеет уникальный прибор, который, помимо чрезвычайно точных измерений времени, может также использоваться для проведения высокоточных экспериментов в атомной физике, молекулярной физике и других областях. квантовая оптика ».
Высокоточные измерения времени играют важную роль во многих областях науки и техники.Самые продвинутые часы могут помочь физикам проверить такие фундаментальные аспекты реальности, как изменчивость физических констант во времени, очень точно проверить предсказания общей теории относительности, а также найти темную материю во Вселенной.
Атомные часы предыдущего поколения со значительно меньшей точностью в настоящее время используются в приложениях, включая системы спутниковой навигации, беспроводные сети высокой пропускной способности (Wi-Fi), обеспечивая безопасность банковских коммуникаций, а также выполняя измерения гравитационного поля Земли. , давая представление о его внутреннем геологическом строении.Строительство оптических атомных часов финансировалось Министерством науки и высшего образования Польши.