국가 선진 산업 과학 기술 연구소 [Ishimura Kazuhiko의 회장] (이하 "AIST"), 물리적 측정 표준 연구 부서, 물리적 측정 표준 연구 부서 [Shimada Yozo 연구 부서] 시간 표준 연구 그룹, Kobayashi, Kobayashi, and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and Daisuke and and and and and and and and and and and and and and and and aisturement Research Division [Shimada Yozo 부교수의 부국장 인 호사카 카즈모토 (Hosaka Kazumoto)는 요코하마 국립 대학교 (National University Corporation)와 공동으로 해왔다안전한 바카라 사이트 격자 시계8323_8351
국제 연구에 따르면 안전한 바카라 사이트 격자 시계는 압도적으로 짧은 측정 시간으로 높은 정확도를 제공하는 우수한 시간 주파수 표준임을 보여주었습니다 이 결과에 따라메트릭 컨벤션관련 회의는 빛의 빈도를 사용하여 "초"단위를 재정의하는 것으로 간주되고 있습니다 한편, 미래의 새로운 정의를 기반으로국제 원자 시간YA조정 된 보편적 시간운영Cesium Atomic Spring 유형 1 차 주파수 표준기와 같이 오랜 시간 동안 높은 작동 속도로 작동해야하지만 안전한 바카라 사이트 격자 시계는 많은 레이저가 필요한 복잡한 장치이므로 지금까지 장기 높은 작동률이 어려워졌습니다
이번에는 레이저주파수 AutorElock 기술를 개발함으로써 주파수 안정화 시스템에 도입하면 무인 안전한 바카라 사이트 격자 시계를 작동 할 수있었습니다 결과적으로, 회사는 2019 년 10 월부터 2020 년 3 월까지 6 개월 동안 80% 이상의 높은 운영 속도를 달성했습니다 이는 지금까지보고 된 약 1 개월의 높은 운영 속도를 훨씬 초과하여 주파수 표준으로 사용될 수있는 안전한 바카라 사이트 격자 시계가 전 세계에서 실현되었음을 의미합니다 결과적으로, 메트릭 컨벤션 회의에 따른 실무 그룹은이 안전한 바카라 사이트 격자 시계가 국제 원자 시간에 기여할 것을 권고했다 앞으로 우리는 국제 원자 시간에 기여함으로써 계속해서 더 높은 운영 속도를 유지하고 "초"를 재정의하는 활동을 촉진 할 것입니다
이 기술의 세부 사항은 2020 년 11 월 2 일 (조정 된 유니버설 시간)에 게시 될 것입니다Metrologia에서 발표됩니다
무인 운전을 가능하게하여 오랜 시간 동안 높은 작동률을 달성 한 안전한 바카라 사이트 격자 시계의 개념적 다이어그램
AIST의 포괄적 인 계측 표준 센터는 일본에 있습니다National Metrology Standards Agency다양한 "가치 표준"(표준 측정)을 개발하고 사회에 공급하는 일을 담당합니다 2019 년 5 월,국제 단위 (SI), 질량, 전류, 열역학적 온도, 재료량 단위, 킬로그램 (kg), 암페어 (a), 켈빈 (k) 및 mol의 네 가지 정의가 동시에 수정되었습니다 정의 의이 개정을 통해 시간 단위, 초 (s)는 다른 Si 기본 단위 (m, kg, a, k, cd)를 실현하는 데 필요한 단위이며 시간 표준은 특히 중요한 표준이되었습니다
현재, 초 (S)는 세슘 원자와 공명하는 마이크로파 영역에서 주파수 (약 92GHz)를 사용하여 정의되지만, 마이크로파보다 4 ~ 5 개의 크기의 크기의 주파수를 갖는 빛을 사용하면 1 초의 추가 단편화를 허용하여 시계의 정확성을 향상시킵니다 이러한 이유로, 안전한 바카라 사이트 격자 시계를 포함한 조명을 사용하는 원자 시계 (안전한 바카라 사이트 클록)에 대한 연구가 전 세계적으로 홍보되었습니다 지금까지,국제 웨이트 및 조치 국초의 2 차 표현안전한 바카라 사이트 격자 시계를 포함한 8 개의 안전한 바카라 사이트 클럭이 권장되었지만 (새로운 초의 새로운 정의 후보) 어느 것이 가장 적합한 지에 대한 결론은 없습니다 메트릭 조약과 관련된 최근 회의에서 재정의 초에 대한 요구 사항과 같은 조건이 구체적으로 설정되었습니다 이러한 조건 중 하나는 광 시계의 기여를 통해 국제 원자 시간 동안 정확도가 향상되며, 고정밀 시계를 계속 운영하고 시간 표준으로 사회에 공급해야합니다 그러나, 기준 원자의 상태를 정확하게 제어하기 위해, 다수의 매우 높은 고정식 레이저를 사용하여 안전한 바카라 사이트 클록의 장기 연속 작동을 작동시키는 것은 극히 어렵고 현재 25 일 동안 작동률은 약 80%에 불과했다
AIST는 Ytterbium 안전한 바카라 사이트 격자 시계를 개발 한 세계 최초의 세계였습니다 또한 안정적으로 작동하며 주파수 노이즈가 매우 낮으며 세계에서 가장 높습니다안전한 바카라 사이트 주파수 com또한 개발되었습니다 안전한 바카라 사이트 주파수 빗은 장시간 안정적으로 작동하며 높은 정확도로 레이저 주파수를 제어하는데도 적용될 수 있습니다 2018 년에 레이저 주파수의 이전에 문제가있는 불안정성을 해결하기 위해, 회사는 안전한 바카라 사이트 주파수 빗을 사용하여 레이저를 안정화시키는 방법을 채택하고 장기 작동을 위해 작동 할 수있는 Ytterbium 안전한 바카라 사이트 격자 시계를 개발하여 몇 개월 안에 60 시간 이상 작동합니다 (AIST : 장기 작동의 개발 YTTERBIUM 바카라 족보)
이번에는 JSPS JK Grants for Young Research B (No 17K14367), 기본 연구 A (No 17H01151) 및 JST Future Society Creation Project (No JPMJMI18A1)의 지원을 받아 오랜 기간 동안 작동 할 수있는 Ytterbium Opty Sptyce Ratice 시계를 개발했습니다
Ytterbium Optical Lattice Clock은 Ytterbium 원자 감소를위한 레이저 (399 nm), 원자 냉각을위한 레이저 (399 nm, 556 nm), 안전한 바카라 사이트 격자를위한 레이저 (759 NM) 및 Watch Lasers (578 nm), on on on on on on on on on on on on on on on on on on on on on on on on on on the watch lasers를 포함하여 다양한 레이저를 사용합니다 격자 시계를 올바르게하려면이 모든 레이저의 주파수와 전력을 매우 높은 정확도로 계속 제어해야합니다 Ytterbium 안전한 바카라 사이트 격자 시계는 주파수 잠금과 같은 많은 피드백 제어를 통합하지만, 전류 제어 방법은 공기 온도, 압력, 진동 및 음향 노이즈의 약간의 변화로 인해 제어를 방해 할 수있어 안전한 바카라 사이트 격자 클록의 작동 시간을 단축시켰다 따라서 안전한 바카라 사이트 격자 시계를 작동 할 때는 실험실에 부유 장치를 다시 시작하기 위해 응답 할 수있는 사람이 필요했습니다 이 개발에서, 각 레이저에 대한 주파수 자동 종종 함수가 개발되어 제어 시스템에 도입되어 무인 연속 작동을 가능하게했습니다 이 기능을 사용하면 각 레이저의 주파수 잠금이 어떤 이유로 든 중단 될 수 있지만, 비정상은 즉시 원래의 주파수로 자동으로 감지 될 수 있으므로 안전한 바카라 사이트 격자 시계가 작동을 계속할 수 있으므로 관리되지 않은 작동이 가능합니다 (그림 1)
그림 1 ytterbium 안전한 바카라 사이트 격자 시계의 주파수 자동 장기 기능의 개념적 다이어그램
주파수 자동 릴록 함수는 레이저 주파수 제어의 중단없이 무인 작동을 허용합니다 또한, 안전한 바카라 사이트 격자 시계의 상태는 실험실 외부에서 원격으로 모니터링 될 수 있으므로 부분적으로 원격 제어 할 수있는 시스템이 될 수 있습니다 안전한 바카라 사이트 격자 시계 작동에 문제가있는 경우, 비정상적인 것을 알리기 위해 담당자에게 이메일을 자동으로 전송합니다
2019 년 10 월부터 이러한 기능을 도입 한 Ytterbium 안전한 바카라 사이트 격자 시계는 작동을 시작했으며 2020 년 3 월까지 6 개월 (185 일)의 운영 속도는 803%에 도달했습니다 한 달에 걸쳐 운영 상태를 살펴보면 몇 달 동안 90%이상의 높은 운영 속도가 달성되었으며, 그림 2와 같이, 시간-주파수 국가 표준의 빈도의 변동은 실시간으로 관찰되었습니다 185 일 동안 이전 기록을 크게 깨뜨 렸으며 현재 세계에서 가장 안정적인 안전한 바카라 사이트 시계입니다 또한 높은 작동률 작동을 실현함으로써 위성을 통해 수행 된 시계의 장거리 비교 정확도가 크게 개선되어 16 자리의 정확도로 국제 원자 모니터링을 달성했습니다
지금까지 어려웠던 안전한 바카라 사이트 격자 시계의 무인 작동을 실현함으로써, 시체 원자력 스프링 1 차 주파수 표준과 마찬가지로 현재 국제 원자 운영에 크게 기여하는 안전한 바카라 사이트 선자 시계는 국제 원자 시간에 계속 기여할 수 있음을 보여주었습니다 미래에, 세 초의 재정의에 대한 고려가 지표 조약 및 기타 문제와 관련된 회의에서 더욱 가속화 될 것으로 기대됩니다
또한, 시간과 빈도는 모든 측정량을 가장 정확하게 측정 할 수 있으므로 시계 정확도 및 고급 클럭 비교 기술로 인해 시계 주파수에 대한 매우 작은 환경 장애 (전자기 분야, 중력 필드)의 영향을 관찰 할 수 있습니다 높은 운영 속도로 오랫동안 작동 할 수있는 정확한 시간 주파수 소스를 사용함으로써, 기본 물리적 상수의 항상성을 검증하고 상대성 이론을 검증하여 기초 과학의 개발에 기여할 것으로 예상됩니다
그림 2 YTTERBIUM 안전한 바카라 사이트 격자 클럭에 대한 고 작동 속도 작동 데이터의 예 (25 일에 걸친 측정)
위 다이어그램의 세로 축은 Ytterbium 안전한 바카라 사이트 격자 클록의 상대 주파수와 시간 주파수 국가 표준 UTC (NMIJ)의 상대 빈도 간의 차이 (평균 68 초)를 나타냅니다 흰색 선으로 나타나는 부분은 누락 된 데이터입니다 아래 다이어그램은 하루에 작동률을 보여줍니다
미래 계획
앞으로, 우리는 국제 원자 시간에 계속 기여하는 것을 목표로합니다 또한, 두 번째 정의의 개정을 준비하기 위해, 우리는 Ytterbium 안전한 바카라 사이트 격자 시계의 정확성과 신뢰성을 더욱 향상시키고 주파수 표준의 완벽 함을 향상시킬 것입니다 또한 표준 시대에 안전한 바카라 사이트 주파수의 놀라운 정확도를 반영하여 사회가 이점을 누릴 수 있도록 시스템과 시스템을 만드는 것을 고려하고 싶습니다