Najdokładniejszy zegar atomowy uruchomiono w Borówcu

Czwartek, 26 Stycznia 2017, 12:05
Czwartek, 26 Stycznia 2017, 12:05

W grudniu 2016 roku Polska dołączyła do elitarnego grona państw, w których pracują najdokładniejsze na świecie zegary atomowe. Inauguracja polskiego urządzenia do mierzenia czasu – fontanny cezowej – miała miejsce w Obserwatorium Astrogeodynamicznym CBK PAN w Borówcu pod Poznaniem.

11 marca 2015 r. Laboratorium Czasu i Częstotliwości w Obserwatorium Astrogeodynamicznym CBK PAN w Borówcu, które kierowane jest przez dr Jerzego Nawrockiego, otrzymało dotację na budowę najdokładniejszej realizacji sekundy SI w postaci fontanny cezowej. Konstrukcje oparte o fontannę atomową, używające zimnych atomów, realizują najdokładniejszy fizyczny pomiar częstotliwości mikrofalowej będący definicją sekundy SI. Ponad 7 milionów złotych zostało przeznaczone na finansowanie w latach 2015-2017 projektu „Polski zegar atomowy – fontanna cezowa”.

Tego typu zegar pracuje już w Narodowym Laboratorium Fizycznym NPL (National Physical Laboratory) w Teddington pod Londynem. I właśnie w tej placówce badawczej, pod kierunkiem wybitnego specjalisty w dziedzinie atomowych wzorców częstotliwości dr Krzysztofa Szymańca, z udziałem pracowników Centrum Badań Kosmicznych PAN, budowany był polski zegar.

Trzeba zaznaczyć, że od roku 1967 do pomiaru czasu używane są zegary atomowe. Jedna  sekunda jest definiowana jako czas równy 9 192 631 770 okresom promieniowania atomu cezu-133. Dokładność fontanny cezowej jest więc imponująca. Taki zegar pomyli się o 1 sekundę po 150 milionach lat.

Aktualnie na świecie pracuje kilkanaście fontann cezowych i rubidowych, z których 12 PFS raportuje do Bureau International des Poids et Mesures - BIPM. Są to podstawowe wzorce pierwotne używane do realizacji wzorca sekundy i skal czasu TAI i UTC. Wśród czołowych laboratoriów świata można wymienić: PTB (Niemcy), OP (Francja), USNO (USA) oraz VNIFTRII (Rosja). Używają one fontann, przeważnie dwóch, do realizacji lokalnych skal czasu UTC. We wszystkich tych laboratoriach widać znaczący wzrost dokładności i stabilności realizowanej skali czasu, średnio o rząd wielkości.

Pierwsza polska fontanna cezowa, budowana przez prof. Krzysztofa Szymańca w NPL z udziałem polskich naukowców Piotra Dunsta i Bartłomieja Nagórnego, została złożona i przechodziła testy we wrześniu 2016 r. Do Obserwatorium Astrogeodynamicznego CBK PAN w Borówcu dotarła 7 grudnia 2016, a już 12 grudnia zostały dokonane pierwsze pomiary. Fontanna cezowa została oficjalnie zaprezentowana podczas telekonferencji w czasie corocznego spotkania wigilijnego z udziałem Dyrekcji, wszystkich pracowników Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz zaproszonych gości z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN, Politechniki Warszawskiej, Wojskowego Biura Zarządzania Częstotliwościami, przedstawicieli Związku Pracodawców Sektora Kosmicznego, firm Astri Polska, Hertz Systems, Astronika i innych.

Fot. CBK PAN

Fontanna cezowa jest to wzorzec pierwotny, służący do realizacji podstawowej jednostki czasu - sekundy atomowej. Dokładność realizacji sekundy wynosi 1x10-15, stabilność długookresowa zegara to 5x10-16. Osiem takich zegarów pracuje w sposób ciągły w głównych laboratoriach czasu na świecie. Wzorce pierwotne odgrywają decydującą rolę w realizacji światowych skal czasu TAI i UTC. Mają bardzo ważne zastosowanie w nauce, szczególnie w radioastronomii, fizyce kwantowej. Sieć połączeń światłowodowych jest stale rozwijana pozwalając na dokładniejsze porównania wzorców mikrofalowych i optycznych między sobą. Generowane czas UTC(AOS) i częstotliwość wzorcowa są dostarczane, z dokładnością ps. światłowodami do: a) Laboratorium KL FAMO w Toruniu (optyka kwantowa, zegar optyczny), b) Obserwatorium w Piwnicach (synchronizacja obserwacji radioastronomicznych, specjalnie VLBI), c) Centrum Superkomputerowo-Sieciowego (PCSS) w Poznaniu. Skąd ma nastąpić dalsza dystrybucja do laboratoriów poznańskich uczelni (w budowie).

Laboratorium Czasu i Częstotliwości OAG w Borowcu, we współpracy z Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), zaangażowane jest w tworzeniu międzynarodowej skali czasu atomowego TAI i UTC oraz polskiej skali czasu atomowego TA(PL). Bierze także udział jako jedyny ośrodek w Polsce we współtworzeniu europejskiego systemu lokalizacyjnego Galileo. Wyposażenie w cztery zegary atomowe i najnowsze systemy dowiązania skal czasu, pozwala na utrzymanie wysokiej dokładności pomiaru czasu, z błędem pomiarów czasu 100 pikosekund. Jest to jeden z najlepszych wyników wśród laboratoriów czasu na świecie.

Laboratorium Czasu i Częstotliwości wraz z innymi laboratoriami zrzeszonymi w krajowym TA(PL) tworzy Polską Skalę Czasu oraz współuczestniczy w tworzeniu światowego czasu uniwersalnego UTC. Obserwatorium w Borowcu, to jedyna polska placówka, która współtworzy i będzie brała czynny udział w europejskim systemie nawigacyjnym Galileo. Ponadto Obserwatorium w Borówcu bierze udział w rozwoju POZA czyli Polskiego Optycznego Zegara Atomowego.

Źródło: CBK PAN

(PG)

Dziękujemy! Twój komentarz został pomyślnie dodany i oczekuje na moderację.

Dodaj komentarz

20 komentarzy

maniura Środa, 01 Lutego 2017, 0:30
siedem baniek... grubo pojechali
moni Wtorek, 31 Stycznia 2017, 11:31
Dlaczego Polacy się tak nienawidzą nawzajem?
dd Sobota, 28 Stycznia 2017, 23:12
W Toruniu jest zegar atomowy! Od ponad roku! Wydział Fizyki UMK!
W Borówcu Sobota, 28 Stycznia 2017, 14:31
W Borówcu ...
Tomasz Sobota, 28 Stycznia 2017, 13:41
Wydaje mi się, że jest BORÓWIEC obok Poznania, a Borowiec to mój kolega... Co ciekawe na stronie obserwatorium jest także Borowiec....
Jacek Wtorek, 14 Lutego 2017, 8:54
Borowiec - bez polskich znaków - chyba.
fizyk-ryzyk Sobota, 28 Stycznia 2017, 12:03
AOSense () z USA produkuje tego typu urządzenia, kilka rzędów wielkości dokładniejsze od tego w USNO (United States Naval Observatory, skala laboratoryjna), i w wymiarach pudła na buty USA) (To dobrze, że w Polsce rozwija się tego typu technologie, redukuje zacofanie technologiczne ale na fanfary to trochę za wcześnie. Dodatkowo, najdokładniejsze urządzenie bazujące na tej technologii znajduje się w NIST (USA).i j est około 10 razy dokładniejsze od IOSense ale w skali laboratoryjnej (pokój).
Piotr Poniedziałek, 30 Stycznia 2017, 16:10
Po proszę o jakiś link do jakiejkolwiek informacji o tym urządzeniu. Przejrzałem pobieżnie ich stronę i żadnego komercyjnego wzorca sekundy SI tej klasy nie znalazłem. Jest wzmianka nt. prac nad budową optycznego wzorca częstotliwości, ale nie jest to to samo i jeszcze nikt na świecie nie ma opanowanej dobrze tej technologii.
admin Sobota, 28 Stycznia 2017, 11:07
lepszy taki zegarek, niż finansowanie kościółków, czy innych dupereli.
Jack Piątek, 27 Stycznia 2017, 23:39
Dla ciebie to trzeba wymyślić lekarstwo na głupotę.
waldek Piątek, 27 Stycznia 2017, 0:58
A czy pan dr. J. Nawrocki nie mógł by opracować kotła c.o. "czystego spalania", dla domków jednorodzinnych? Nigdy nie widziałem "fontanny cezowej" (nawet na zdjęciu), natomiast wiem jak wygląda SMOG w Krakowie. Tylko patrzeć jak kolejny polski mądrala wymyśli koło !!!!!!!!!!!
nordx Sobota, 28 Stycznia 2017, 14:06
widzisz, kotłów czystego spalania jest co najmniej kilkanaście rodzajów, zatem to nie problem. problemem jest to, czy ów kocioł jest na tyle tani w eksploatacji, że Kowalski zamontuje go w domu. kolejnym problemem są samochody, których miliony ściągnięto z zachodu Europy, samochody, które, z racji wieku i stanu wyeksploatowania, kopcą na potęgę, a Kowalski używa ich bo na nowy, podobnie jak na kocioł, nie stać go. a teraz wisienka na torcie. często jest tak, że Kowalskiego stać na nowy kocioł, stać by go było na nowszy samochód, ale po co? przecież palenie plastikowymi butelkami, miałem węglowym, czy płyta laminowaną jest tańsze, 20 letni samochód, dowozi do pracy czy marketu, zatem w czym problem? że truje, że smog? przecież Kowalski ma tylko jeden piec, jeden samochód - to tak niewiele, prawda? no nie do końca. problemem jest to, że Kowalskich są miliony i wszyscy używają takiego uproszczonego sposobu myślenia.
fizyk-ryzyk Sobota, 28 Stycznia 2017, 12:18
A może tak samemu postudiować trochę, podrapać się po głowie i zaproponować jakieś rozwiązanie.
autor Czwartek, 26 Stycznia 2017, 14:34
Po co to komu? Co zwykli ludzie z tego mają?? 7 mln z ludźmi podatność wywalone na takie guano??? Oto efekt rządzenia mafii postubeckiej po-pisu z dodatkiem pomylencow nowo-śmiesznej I KODu :(
mintor Sobota, 28 Stycznia 2017, 11:28
A miliardy na finansowanie nierobów z 500+ to już cię pewnie nie martwią?
nordx Poniedziałek, 30 Stycznia 2017, 20:33
"nierobów z 500+.." ty chyba nie masz dzieci i może lepiej, żebyś ich nie miał!
lsd Wtorek, 31 Stycznia 2017, 21:44
A może właśnie powinien zostać rodzicem. Przynajmniej wie, iż bogactwo bierze się z pracy a nie okradania innych.
autor Czwartek, 26 Stycznia 2017, 18:54
Co zwykli ludzie temu zawdzięczają?? A jak to się dzieje, że GPS działa?
Ali Czwartek, 26 Stycznia 2017, 17:46
Tacy jak ty pewnie nic, inni mają np. takie drobiazgi jak nawigację satelitarną.
Etalon Czwartek, 26 Stycznia 2017, 17:46
A jednak.... trzeba było uczyć się fizyki i astronomii, a nie wycierać klawiaturę pisząc głupoty.