東京大學香取英俊教授領導的研究小組應用相對論,通過測量安裝在兩點的“光學晶格鐘”的時間差,測量出兩點之間的高程差,精度達到2厘米.第一次成功了。
光學晶格鐘是一種原子鐘,其中原子被逐個放置在通過乾涉激光創建的光學晶格(許多小於光波長的區域)中,並施加另一束激光來測量諧振頻率。1年,香取教授用這台鐘達到了2014秒10的18次方的精度(2億年誤差160秒,稱為1位精度)。
另一方面,根據愛因斯坦的廣義相對論,在重力強的地方(低海拔),時間會變慢。這種極小的延遲的測量只有使用具有 18 位精度的時鐘才能實現,如果兩個時鐘的高度存在幾厘米的差異,就可以測量出時間差。如果應用此功能,則可以通過時間差的測量來測量遠程位置的高度差(相對論大地測量學)。
因此,研究小組在相距約15公里的東京大學(東京都文京區)和RIKEN(埼玉縣和光市)安裝了光學晶格鐘,並用光纖連接起來進行遠程比對。由於東京大學的時鐘稍慢,我們計算出兩個地點之間的海拔差異為2米15厘米(誤差為16厘米)。
該研究小組目前正致力於進一步提高精度和便攜性、自動操作、遠程控制和長期可靠性,以將光學晶格時鐘投入實際應用。未來,如果我們在各地安裝光學晶格鐘,建立“量子基準”,將它們連接起來,構建“鐘錶互聯網”,就可以監測火山活動引起的地殼運動,與GNSS(全球定位系統)相輔相成。衛星系統)。據說有可能成為安全放心的社會基礎設施,比如建立超高精度高差測量系統,可用於