Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe uruchomiło pierwsze połączenie systemu przeznaczonego do dystrybucji nośnej optycznej, czyli częstotliwości referencyjnej generowanej przez zegary optyczne. Inicjatywa ta jest częścią Krajowego Systemu Generacji i Dystrybucji Wzorcowej Nośnej Optycznej, prowadzonego w ramach projektu NLPQT – informuje strona ipoznan.net.
Dokładność zegarów atomowych
Działanie zegarów atomowych opiera się na dokładnym porównywaniu drgań atomów z wcześniej ustaloną wartością odniesienia. Atomy, podstawowe bloki budulcowe materii, wykazują unikalne przejścia energii, gdy elektrony poruszają się między różnymi poziomami. Przejścia te emitują lub pochłaniają energię w postaci fotonów, co jest zjawiskiem wykorzystywanym przez zegary atomowe. Precyzyjny pomiar tych przejść zapewnia, że zegar atomowy utrzymuje stałą częstotliwość, co czyni go uosobieniem precyzyjnego pomiaru czasu.
Zastosowania wykraczające poza pomiar czasu
Zastosowanie zegarów atomowych wykracza daleko poza proste zadanie pomiaru godzin i minut. Te precyzyjne chronometry odgrywają kluczową rolę w systemach nawigacji satelitarnej, takich jak GPS, Galileo i GLONASS. W ogromnej przestrzeni kosmicznej, gdzie precyzja jest najważniejsza, zegary atomowe pomagają określić dokładną lokalizację na Ziemi.
Precyzja w akcji: testowanie systemu dystrybucji nośnej optycznej
System dystrybucji nośnej optycznej opracowany wewnętrznie w PCSS wykorzystuje do transmisji specjalny światłowód. Sercem tego systemu jest „nośnik informacji o częstotliwości” – wiązka laserowa o wąskim profilu widmowym, połączona z zegarem optycznym, który jest obecnie uznawany za najdokładniejsze urządzenie do pomiaru czasu na świecie. Celem rozbudowanego połączenia Toruń-Poznań jest ocena stabilności i wydajności mechanizmów transmisji sygnału.
Poprzednie pomiary wykazały długoterminową niestabilność, co czyni te urządzenia jednymi z najlepiej działających optycznych systemów odniesienia częstotliwości na świecie. Rzeczywiste środowisko testowe ma kluczowe znaczenie dla weryfikacji niezawodności i wydajności systemu transmisji.
Możliwości na przyszłość: Geodezja, telekomunikacja i nie tylko
Wraz z rozwojem tych ultraprecyzyjnych zegarów atomowych, ich wpływ może objąć wiele różnych branż. Geodezja, nauka zajmująca się pomiarem kształtu Ziemi i jej pola grawitacyjnego, odniesie ogromne korzyści. Precyzyjne sygnały emitowane przez te zegary mogą pozwolić nam określić wysokość obszaru z dokładnością do centymetra, rewolucjonizując nasze rozumienie topografii Ziemi.
W przyszłości dystrybucja sygnału zegara ma zostać rozszerzona nie tylko pomiędzy Poznaniem i Toruniem, ale także Warszawą i Wrocławiem. Rozbudowa ta zwiastuje przyszłość, w której możliwości zegara atomowego będą mogły być wykorzystywane zdalnie, przyczyniając się do prowadzenia badań naukowych poza laboratorium.
Chociaż dokładność optycznych zegarów atomowych jest niezaprzeczalna, wiążą się one z pewnymi trudnościami. Ich konstrukcja jest złożona i wymaga wysokiego poziomu wiedzy specjalistycznej, a ich duży rozmiar wymaga specyficznych warunków. Jednak innowacyjne podejście do transmisji sygnału zegarowego nie tylko rozwiązuje te problemy, ale także demokratyzuje dostęp do ultraprecyzyjnych zegarów atomowych. Oznacza to odejście od ograniczania tych technologicznych cudów do obiektów laboratoryjnych, oferując szerszy dostęp do jednostek naukowych i komercyjnych oddalonych o setki kilometrów.
Podsumowując, projekt NLPQT i rozwój w PCSS stanowią przełomowy rozdział w świecie zegarów atomowych. Dzięki potencjałowi do przedefiniowania i rozszerzenia jego zastosowań daleko poza laboratorium, osiągnięcia te są świadectwem siły współpracy i innowacyjnego myślenia w społeczności naukowej.