Hodinárske zememeračstvo

[balu]

Zdravim osadenstvo,

Tento tyzden mam skolu na temu frekvencia* a cas a je fascinujuce vidiet kam sa odvetvie za poslednych 100 rokov posunulo. Presnost sa zlepsila asi o 15 radov… 

Jedna z veci, ktora ma zaujala je presnost tu diskutovanych lacnych rubidiovych oscilatorov. Stale sa pouziva prvy princip vymysleny pred x rokmi. Nebol zdroj svetla vhodnej vlnovej dlzky, tak ss urobila lampa s rovnakymi atomami, ktora vyzaruje svetlo potrebnej vlnovej dlzky. To potom excituje atomy v druhej banke. Zmenilo sa to az s prichodom miniaturizacie a chip scale stomic clock, kde nie je mikrovlnna rezonancna dutina s excituje sa laserom. Robi sa to mikrofabrikaciou na waferi, zlepia 20 roznych vrstiev. Ten sa potom nareze na 10 mm hrube hranoly a nabonduje. 

Jeden z dovodov, preco nedosahuju presnost vyssiu ako maju je ze atomy Rb, alebo Cs sa pohybuju, a vyzarovane fotony maju koli dopplerovemu efektu distribuciu, nie je to jeden nekonecne uzky peak podla kvantovej mechaniky. Preto vymysleli novy typ, so studenymi atomami, ktore sa vyrazne menej pohybuju. 

Ale… toto bol masaker. Sucasne opticke atomove hodiny su dobre na urovni 1e-18, prenosove opticke linky na dlhe vzdialenosti (1000km+) podobne, meranie optickej frekvencie na urovni 1e-21. Tipek ukazoval priklad merania optickej frekvencie ktorej hodnota bola 194 369 569 371 518,57 Hz. Vsetko platne cislice…

Ale… Takto presne hodiny uz nie su len otazka laboratoria, ale uz sa daju bezne prevazat na privese hocikde. Co otvara uplne nove moznosti. 

Jedna z novych oblasti je takzvane Chrononetric geodesy# (Hodinárske zememeračstvo). Podla vseobecnej teorie relativity beh casu na planete Zem sa meni priblizne 1e-16 na jeden meter nadmorskej vysky. Takze pomocou merania gravitacneho potencialu uz teraz dokazu atomovi hodinari merat nadmorsku vysku presnejsie ako geodeti.

Okrem ineho to ma znacny vplyv na porovnavanie casu. V kazdom laboratoriu je ina gravitacia a napriklad americky NIST je v nadmorskej vyske cez 1000 m a europske PTB skiro na urovni mora. Takze sa nemoze jednoducho zobrat opticke vlakno alebo satelit a porovnat ci su rovnake. Lebo kazda frekvencia bude ina, ale spravna. 
Sucasne komercne atomove hodiny su uz tak presne, ze sa sa merat rozdiel frekvencie na 200 m vysokej televiznej vezi. Bezny skolsky experiment. 

Takze sme zaslintali, stretli a pokecali s ludmi co robia naozaj zaujimave veci a teraz naspat ku administrative, planovaniu, tahaniu kablov a bande idiotov ktorym sa clovek na pracovisku nedokaze vyhnut :-/

* https://efts.eu/dokuwiki/doku.php?id=current:00_start
# https://arxiv.org/pdf/1804.09506

------------- další část ---------------
HTML příloha byla odstraněna...
URL: <http://list.hw.cz/pipermail/hw-list/attachments/20240704/0f2caa32/attachment.htm>