RIKEN與東京大學、日本地理空間信息局、大阪工業大學的聯合研究小組在世界上首次成功研製出18位精度的超高精度便攜式光柵時鐘。與島津製作所合作。精確測量了東京天空樹的高度,驗證了廣義相對論。
根據愛因斯坦的廣義相對論,海拔越高,時鐘前進的速度越快,但以現有技術的精度,很難測量海拔差異對時鐘在地面上前進方式的影響.然而,通過使用光學晶格鐘掌握引力場(引力勢差)並測量時鐘根據高度的前進方式的差異,可以以厘米為單位高精度測量兩個遠點之間的高度差水平。測量成為可能。
課題組研製的便攜式鍶光學晶格鐘,不僅在實驗室環境下,在實驗室外環境下都能達到18位精度(相當於1億年偏差2秒)。這兩個時鐘安裝在兩個位置,一樓和天文台,在東京晴空塔有大約 450 米的高度差,並測量每個時鐘前進方式的差異。將結果與地理測量所測量的高程差進行對比,並進行了廣義相對論的驗證實驗。
結果測得天文台的時鐘比一樓的時鐘早,驗證成功,精度接近使用傳統衛星進行的實驗。 與需要1萬公里高差的常規太空實驗相比,本次研發的便攜式光學晶格鐘能夠實現同樣的實驗,高差小1萬多倍。
用於戶外操作的高精度便攜式光學格子鐘的示範將是光學格子鐘社會化實施的重要一步。未來,預計板塊運動和火山活動引起的精確到幾厘米的地殼運動監測等相對論傳感技術將投入實際應用。