भौतिकविदों ने मुक्त स्थान में 100 किमी से अधिक की दूरी पर समय और आवृत्ति की जानकारी स्थानांतरित की है, जो पिछले रिकॉर्ड से कहीं अधिक है। तकनीक, जो वातावरण में ऑप्टिकल घड़ियों को सिंक्रोनाइज़ और मॉनिटर करना संभव बनाती है, जहां ऑप्टिकल-फाइबर-आधारित कनेक्शन अव्यावहारिक हैं, मेट्रोलॉजी, नेविगेशन और पोजिशनिंग के लिए उच्च मानकों को स्थापित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। इसमें बुनियादी भौतिकी अध्ययन जैसे डार्क मैटर की खोज, मौलिक स्थिरांक को फिर से परिभाषित करना और सापेक्षता का परीक्षण करना भी शामिल है।
एक ऑप्टिकल घड़ी में तीन मुख्य घटक होते हैं। पहला परमाणुओं या आयनों का एक नमूना है जो विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के ऑप्टिकल क्षेत्र में एक अच्छी तरह से परिभाषित और अत्यधिक स्थिर संदर्भ आवृत्ति पर ऊर्जा स्तरों के बीच संक्रमण करता है। दूसरा तत्व एक प्रतिक्रिया प्रणाली है जो इस संदर्भ आवृत्ति के लिए एक लेजर (जिसे स्थानीय ऑसिलेटर कहा जाता है) के आउटपुट को "लॉक" करता है। तीसरा घटक लेजर की आवृत्ति का एक बहुत ही सटीक माप प्रदान करता है, आमतौर पर ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कंघी (ओएफसी) के रूप में जाना जाने वाला उपकरण के माध्यम से।
100 अरब वर्षों में एक सेकंड
नए काम में, शोधकर्ताओं के नेतृत्व में जियानवेई पैन का चीन के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय फीडबैक सिस्टम और ओएफसी के बीच 113 किमी की रिकॉर्ड-ब्रेकिंग दूरी से अलग किए गए समय-आवृत्ति प्रसार का प्रदर्शन किया। 10 000 सेकंड के बाद, घड़ी की आवृत्ति अस्थिरता 4×10 से कम थी-19, जिसका तात्पर्य है कि घड़ी की तुलना त्रुटियां 100 अरब वर्षों के बाद एक सेकंड के भीतर रखी जाएंगी। शोधकर्ताओं ने ध्यान दिया कि यह मान दूसरे की मौलिक इकाई को फिर से परिभाषित करने के लिए आवश्यक बेंचमार्क से अधिक है, जिस पर 2026 के वजन और माप पर सामान्य सम्मेलन में चर्चा की जानी है।
इतनी उच्च परिशुद्धता पर समय और आवृत्ति के मुक्त-अंतरिक्ष प्रसार के पिछले प्रयास दर्जनों किलोमीटर से आगे नहीं बढ़े, जो शोधकर्ताओं ने नोट किया कि उपग्रह-से-जमीन लिंक में उच्च-परिशुद्धता संचरण के लिए अपर्याप्त है। पैन कहते हैं, "यह काम सैटेलाइट-ग्राउंड टाइम-फ़्रीक्वेंसी प्रसार का मार्ग खोलता है," और हम उम्मीद करते हैं कि फाइबर-आधारित और उपग्रह-आधारित समय-आवृत्ति लिंक के साथ संयुक्त लंबी दूरी की मुक्त-अंतरिक्ष ओएफसी लिंक महत्वपूर्ण हो जाएंगे। भविष्य के ऑप्टिकल क्लॉक नेटवर्क के हिस्से।
शोधकर्ता, जो अपने काम की रिपोर्ट करते हैं प्रकृति, अब एक मीडियम अर्थ ऑर्बिट-टू-जियोसिंक्रोनस इक्वेटोरियल ऑर्बिट (MEO-to-GEO) क्वांटम साइंस एक्सपेरिमेंट सैटेलाइट विकसित करने की योजना है जो GEO सैटेलाइट-आधारित ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी स्टैंडर्ड और सैटेलाइट-ग्राउंड टाइम-फ्रीक्वेंसी ट्रांसफर दोनों को महसूस कर सके। "हमें उम्मीद है कि इस प्रणाली में 5 × 10 से कम की समय-आवृत्ति अस्थिरता होगी-18 10 000 सेकेंड पर, "पान कहते हैं। "चीन में उस स्टेशन के साथ दो-तरफ़ा तुलना लिंक स्थापित किए जा रहे हैं जिसके साथ हमने इस अध्ययन के लिए काम किया और एक अंतरमहाद्वीपीय ऑप्टिकल घड़ी की तुलना करने के लिए विदेशी स्टेशन। इस उपग्रह को 2026 में लॉन्च करने की योजना है।
