게시 및 게시 날짜 : 2003/06/09

2 천만 년마다 단 1 초에 낙담하지 않는 고정밀 온라인 바카라 시계 개발

-world의 최고 온라인 바카라 시계 모니터 표준 시간 진행-

포인트

  • 전세계 표준 시간의 기초 인 조정 된 보편적 시간 (UTC)의 진행 상황을 모니터링하기 위해 온라인 바카라 시계가 개발되었습니다
  • 온라인 바카라 스프링 시스템을 사용하는 일본 최초의 온라인 바카라 시계, 그리고 프랑스, ​​미국 및 독일에서는 정확도가 달성되었으며 세계에서 가장 높습니다
  • 2 천만 년 안에 1 초를 왜곡하지 않는 정확도를 달성합니다

요약

온라인 바카라 스프링 1 차 주파수 표준 사진

온라인 바카라 스프링 유형 1 차 주파수 표준 (JF-1)
바카라 커뮤니티 [Yoshikawa Hiroyuki 회장] (이하 "AIST")측정 표준 연구 부서[카테고리 헤드 Ono Akira]는 "Atomic Fountain Method1 차 주파수 표준 기계(JF-1) "성공적으로 개발되었습니다 기존의 방법에서는 세슘 온라인 바카라가가 가열되어 전자 레인지와 상호 작용하는 반면 새로 채택 된 온라인 바카라 스프링 방법에서는 가열되었습니다레이저 냉각기술은 온라인 바카라의 열 운동을 한계까지 억제하면서 전자 레인지와 상호 작용하는 데 적용됩니다 결과적으로, 상호 작용 시간이 증가하고 측정 해상도가 개선되었고 정확도가 향상되어 도플러 효과와 상대 론적 효과가 줄어 듭니다 정확도는 기존 방법보다 1 배 이상 높습니다초의 정의14 × 10에서 상대 편차-15테스트의 백분율이 2 천만 년 동안 2 초 동안 나오지 않는다는 것을 확인했습니다 이 온라인 바카라 시계는 미래에 국제 표준 시간으로 사용될 것입니다조정 된 보편적 시간 (UTC)의 진행 상황을 정기적으로 모니터링함으로써, 우리는 과학 기술 분야의 국제 사회에 기여할 것입니다 또한, 기본 연구를 포함한 광범위한 분야에 정확한 시간 주파수 공급원으로 적용될 것으로 예상됩니다

국제 온라인 바카라 시간초의 정의를 실현하는 데 필요한 기본 주파수 표준을 개발하고 작동합니다국제 체중 및 측정위원회 (CIPM)여러 국가의 표준 연구 기관에 권장 사항을 제시했지만 제한된 수의 연구 기관만이 그렇게합니다

○ AIST는 일본에서 온라인 바카라 시계를 연구하고 개발 한 최초의 일본이며, 지금까지 4 가지 주요 주파수 표준을 개발하여 양국 간의 계약의 진행 상황을 모니터링했습니다 이번에는 새로운 온라인 바카라 스프링 방법을 사용하는 온라인 바카라 스프링 1 차 주파수 표준화 (JF-1) 인 일본의 첫 번째 온라인 바카라 시계를 성공적으로 개발했습니다 정확도는 기존 방법보다 약 20 배 높으며 초 14 × 10-15실험에 의해 (2 천만 년 이하의 비율) 실험에 의해 확인되었습니다

○ 오븐에서 가열 된 온라인 바카라를 사용하여 마이크로파와 상호 작용하는 데 사용되었고, 전자 레인지의 주파수는 세슘 온라인 바카라의 고유 주파수 (= 초의 정의)와 일치하도록 제어되었다 한편, 새로 채택 된 온라인 바카라 스프링 방법은 레이저의 방사선 압력을 사용하여 온라인 바카라를 절대 0에 가까운 곳으로 냉각시키고 낮은 운동량의 상태에서 마이크로파와 상호 작용합니다 그러므로,

1 세슘 온라인 바카라와 전자 레인지 사이의 더 긴 상호 작용 시간
  → 측정 해상도 향상 (하위 숫자까지 측정 할 수 있음)
2 도플러 효과와 상대 론적 효과를 줄일 수 있습니다
  → 값 정확도 향상 ( "두 번째 정의")

의 장점이 있습니다 그러나이를 위해서는 온라인 바카라를 캡처, 냉각 및 발사해야했으며 매우 높은 진공 청소기와 함께 첨단 기술이 필요했지만이 기술은 성공적으로 개발되었습니다

온라인 바카라 스프링 유형 1 차 주파수 표준의 구조 다이어그램

온라인 바카라 스프링 유형 1 차 주파수 표준 (JF-1)의 구조 다이어그램

기존 및 온라인 바카라 스프링 방법의 그림

○ 개발 된 고정식 온라인 바카라 시계, 온라인 바카라 스프링 1 차 주파수 표준화 (JF-1), 국제 표준 시간의 정확성, 조정 된 범용 시간이 개선 될 것으로 예상됩니다 앞으로, 전 세계 계약을 정기적으로 모니터링함으로써, 우리는 과학 기술 측면에서 국제 사회에 기여하고 위성 포지셔닝 기술에 적용하는 것을 포함하여 정확한 시간 주파수 소스로 사용 범위를 확장 할 계획입니다


연구 배경

전 세계적으로 전 세계적으로 사용되는 장치 인 고정밀 온라인 바카라 시계 "1 차 주파수 표준화"는 세계의 진행 상황을 모니터링하기 위해 표준 시대로 사용되는 장치가 국가 표준 기관의 노력 덕분에 정확성을 향상 시켰습니다 특히, 지난 10 년 동안 온라인 바카라 스프링 시스템이라는 새로운 방법이 제안되었으며, 첫 번째 1 차 표준 장치의 개발은 Institute for Primary Time Frequency (France; LPTF)에 의해 개발되면서 여러 국가에서 유사한 방법을 가진 1 차 표준 장치가 개발되었습니다 그러나 레이저를 사용한 온라인 바카라 조작과 현재까지 LPTF (현재 BNM-Sypte), 미국 상무부 표준 및 기술 기관 (NIST) 및 독일 물리 공학 연구소 (PTB)와 같은 많은 기술적 문제가 있습니다

또한, 이러한 온라인 바카라 스프링 1 차 주파수 표준은 매우 자주 사용되지 않으며, 기존 방법을 사용하여 불충분 한 1 차 주파수 표준이 불충분하기 때문에 조정 된 범용 진행이 초의 정의와 일치하는지 여부를 올바르게 감지하는 것은 불가능합니다 국제 웨이트 및 측정위원회 (CIPM)는 여러 국가의 연구 기관에 권고에 따라 1 차 빈도 표준을 개발하도록 요청했습니다

연구 기록

AIST는 Institute of Institute의 시간부터 자체 1 차 주파수 표준화기를 개발하고 운영 해 왔으며 이전에 NRLM-1에서 NRLM-4를 포함하여 4 개의 기존 1 차 주파수 표준 장치를 개발하고 운영했습니다 1990 년대 초, 온라인 바카라에 대한 레이저 냉각 기술은 시간과 주파수 표준의 분야에 빠르게 도입되었으며 세슘 온라인 바카라의 레이저 냉각 및 운동 제어에 대한 연구를 시작했으며, 이는 초의 정의의 기초입니다

1998 년 에이 회사는 과학 및 기술 홍보 조정 요금으로 Cesium Atomic Spring Type 1 차 주파수 표준을 개발하기 시작했으며 2001 년에는 실제 표준 번호 1 JF-1에 대한 운영 확인을 시작했으며 정확도를 평가하기 시작했습니다

2003 년 5 월, JF-1의 정확성 평가를 포함하여 성과가보고 될 예정이며 곧 JF-1을 사용하여 조정 된 보편적 시간의 진행 상황을 측정 할 것이며, 그 가치는 국제 무게 및 측정 국 (BIPM)에보고 될 것입니다

연구 컨텐츠

온라인 바카라 스프링 시스템을 사용하여 1 차 주파수 표준의 작동에 필수적인 레이저 냉각 기술을 적용하는 온라인 바카라 운영을 개발하는 것 외에도이를 가능하게하는 초고속 진공 기술을 사용하여 레이저 광원 및 전자 레인지 생성기를 제어하는 ​​데 필요한 하드웨어 및 소프트웨어 제어 장치를 독립적으로 개발하고 실용적인 표준 장치로 작동합니다 결과적으로, 온라인 바카라를 절대 제로에 가까운 온도로 냉각시키고 운동을 억제함으로써, 우리는 초의 정의 인 세슘 온라인 바카라 (9 192631 770Hz)의 전이 주파수를 조정하는 데 성공했습니다

현재, 우리는 전자 레인지와 상호 작용하는 영역의 자기장의 상태뿐만 아니라 온라인 바카라의 밀도 및 운동 상태, 1 차 주파수 표준의 정확도, 즉 마이크로파 주파수의 정의와의 편차는 14 × 10-15

미래 계획

조정 된 보편적 시간 (UTC)의 국제 표준 시간의 진행 상황을 정기적으로 모니터링함으로써, 우리는 이러한 정확성을 향상시키고 과학 기술 분야의 국제 사회에 기여하기 위해 노력합니다 또한, 정확한 시간-주파수 소스는 위성을 사용한 포지셔닝 기술 개선, 기본 물리적 상수의 정확한 측정, 상대성 이론 및 양자 역학 이론 검증, 중력 파동 감지와 같은 기본 연구를 포함하여 광범위한 필드에 적용될 것으로 예상됩니다


터미널 설명

◆ 1 차 주파수 표준기
자체 보석 기능이 있고 정의에 따라 1 초를 자체적으로 생성 할 수있는 장치 그것은 단순히 세움을 사용하는 고정밀 온라인 바카라 시계이지만, 작동 할 때 불가피한 초의 정의에서 편차의 양을 추정하고 불확실성을 조사해야합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 레이저 냉각
레이저 빛이 가스 온라인 바카라에 의해 흡수 될 때 작용하는 힘 (방사 압력)을 사용하여 가스 온라인 바카라의 운동 에너지 또는 온도를 감소시키는 방법 1 차 표준에서, 레이저 광은 6 개의 직교 방향으로부터 세슘 온라인 바카라로 조사되고, 온도는 약 1µk (1/1 백만의 k)로 냉각된다 레이저 냉각은 많은 가스 온라인 바카라의 움직임을 제어 할 수 있으며 기술을 몇 센티미터의 공간에 캡처하여 발사하여 실현되었습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 초의 정의
현재의 정의는 1967 년 국제 체중 및 측정 값 회의 (CGPM)에 의해 "세슘 133 온라인 바카라의지면 상태의 두 개의 초트라핀 수준 사이의 전이에 해당하는 방사선 기간의 기간"으로 정의되었습니다 반대 방식으로, 우리는 그것을 "세슘 133 온라인 바카라의지면 상태의 2 개의 초트라핀 수준 사이의 전이에 의해 흡수되고 방출되는 전자기파의 주파수"로 정의한다 그때까지, 그것은 지구의 회전과 궤도에 의해 정의되었습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 조정 된 보편적 시간 (UTC)
각 국가의 표준 시간의 기초 인 세계 표준 시간 시스템 예를 들어, 일본의 표준 시간은 본 계약에 9 시간이 추가됩니다 국제 온라인 바카라 시간 (TAI)은 단 몇 초만의 차이 (2003 년 6 월 9 일 현재 : 32 초)입니다 위에서 설명한 조정 방법 인 조정 된 보편적 시간은 1972 년 1 월 1 일 자정에 시작되었지만 그 당시 국제 온라인 바카라 시간과의 차이는 10 초였습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 국제 온라인 바카라 시간 (TAI)
온라인 바카라 시계가 1 차 주파수 표준을 사용하여 초의 정의에 따라 평균 및 보정되는 시간 시스템 그것은 1958 년 1 월 1 일 자정에 시작되었으며, 기원은 Universal Time UT2와 일치합니다 그것은 현재 지구의 운동과 관련이 없습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 국제 체중 및 측정위원회 (CIPM)
국제 무게의 업무를 감독하고 무게 및 측정과 관련된 문제를 측정하는 등 의무를 수행하는위원회[참조로 돌아 가기]


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