Polska i Niemcy połączyły zegary które „tykają” miliard miliardów razy na sekundę. Powstanie ogólnoeuropejska sieć
Porównywanie pomiarów najbardziej dokładnych zegarów jest kluczowe nie tylko dla precyzyjnego ustalenia czasu – także w nawigacji, bankowości czy sejsmologii. Polska i Niemcy właśnie połączyły światłowodem swoje najdokładniejsze optyczne zegary atomowe. To początek sieci, która powinna połączyć całą Europę.
Spis treści
Polska i Niemcy uruchomiły właśnie innowacyjną infrastrukturę: światłowodowe połączenie między swoimi ośrodkami metrologicznymi. Dzięki temu możliwe jest porównywanie pomiarów najdokładniejszych zegarów, realizowane w czasie rzeczywistym.
Połączenie, które zmieni czas
To połączenie jest pierwszym etapem w kierunku stworzenia ogólnoeuropejskiej sieci synchronizacji czasu. Sieć ultra-precyzyjnego pomiaru czasu jest istotna m.in. dla nawigacji, bankowości, bezpieczeństwa, nauki oraz prognozowania trzęsień ziemi.
Zgodnie z wyjaśnieniami prof. Michała Zawady z UMK w Toruniu, nie istnieje już jeden globalny wzorzec czasu. Dzisiejszy czas uniwersalny opiera się na uśrednieniu danych z wielu zegarów atomowych z całego świata, które trzeba stale porównywać. Tradycyjne metody transmisji sygnału, takie jak fale radiowe, są już zbyt mało precyzyjne. Dlatego powstało światłowodowe połączenie Pathfinder – 690-kilometrowy łącznik między Brunszwikiem a Poznaniem, zrealizowane w ramach sieci GÉANT. Po stronie polskiej wykorzystano infrastrukturę akademickiej sieci PIONIER.
Dzięki połączeniu możliwa jest transmisja ultrastabilnego sygnału czasu i częstotliwości do takich instytucji jak Uniwersytet Mikołaja Kopernika i Główny Urząd Miar. W UMK działają jedne z najdokładniejszych w Polsce optycznych zegarów atomowych, których precyzja pozwala na pomiar czasu z dokładnością do 10⁻¹⁸ sekundy. Innymi słowy, taki zegar „tyka” miliard miliardów razy na sekundę.
Zegary, które przewidują trzęsienia ziemi
Precyzyjne pomiary czasu mają zastosowania nie tylko naukowe, ale też praktyczne. W Japonii wykorzystuje się je do wykrywania zmian grawitacyjnych, które poprzedzają trzęsienia ziemi – zegary przy aktywnych wulkanach potrafią wykryć minimalne różnice w czasie w porównaniu z zegarami z innych lokalizacji. Ultradokładne zegary mogą też usprawnić systemy nawigacyjne, poprawić kryptografię kwantową, przyspieszyć procesy bankowe oraz wspomóc astronomię i geodezję.
W realizacji połączenia Pathfinder kluczowe były nie tylko kwestie technologiczne, jak rozmieszczenie wzmacniaczy i regeneratorów sygnału, ale również przeszkody polityczne i biurokratyczne związane z przekraczaniem granicy państwowej. Mimo tych trudności udało się projekt wdrożyć – z nadzieją, że podobne mosty światłowodowe powstaną w przyszłości w całej Europie.
Źródło: Nauka w Polsce
Nasza autorka
Magdalena Rudzka
Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.