Optiska klockor från National Institute of Information and Communications Technology (NICT, Japan) och LNE-SYRTE (Systemes de Reference Temps-Espace, Observatoire de Paris, University PSL, CNRS, Sorbonne universitet, Frankrike) utvärderade den senaste "ensekunds"-tickan av International Atomic Time (TAI) och lämnade dessa data till Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) för att hänvisas för justering av tickhastigheten för TAI. Primära frekvensstandarder baserade på cesiummikrovågsklockövergången eller en sekundärstandard baserad på en rubidiummikrovågsövergång har länge spelat en roll för att kalibrera skalintervallet för TAI.

Förmågan hos optiska klockor, som har gjort snabba framsteg under de senaste tjugo åren, nyligen erkändes vara giltiga; och de två laboratorierna, i Asien och Europa, äntligen började utvärderingen av TAI med deras optiska gitterklockor. De två kalibreringarna kom överens och överensstämmer med de som tillhandahålls av toppmoderna mikrovågsstandarder, demonstrerar kompatibiliteten att använda optiska klockor som en referens som BIPM hänvisar till för att justera tickhastigheten för TAI. Denna prestation finns i "Circular T", en månadsrapport utgiven av BIPM Time-avdelningen.

Coordinated Universal Time (UTC) är en tidsskala som olika system som nationell standardtid, informationsnätverk, och internationella finansiella system är beroende av. UTC skiljer sig från TAI med ett heltal av sekunder, som är de ackumulerade skottsekunderna. För att generera TAI, BIPM samlar in data om mer än 400 atomur som drivs i offentliga laboratorier över hela världen och beräknar deras vägda medelvärde.

Dess fantastiska tillförlitlighet realiseras av hundratals klockor, men tickfrekvensens noggrannhet har bibehållits genom de kalibreringar som tillhandahålls av de senaste frekvensstandarderna, av vilka internationella arbetsgrupper av metrologer erkänner förmågan. BIPM hänvisar till dessa kalibreringsdata för att accelerera eller bromsa tickhastigheten för TAI för att överensstämma med SI-sekunden.

Medan mikrovågsstandarder länge har ansvarat för kalibrering, man har förutsett att optiska klockor, som har gjort snabba framsteg under det senaste decenniet, skulle också tjäna till att styra TAI.

Forskare inom NICT och LNE-SYRTE opererade sina optiska gitterklockor av strontium oberoende från 2 till 12 december och utvärderade medelfrekvensen för lokala vätemasrar (HM) med hänvisning till gitterklockan. De HM som är kopplade till TAI av BIPM, denna utvärdering gjorde det möjligt för oss att koppla gitterklockorna till TAI. Detta leder till kalibrering av det genomsnittliga TAI-skalintervallet över tio dagar med avseende på de optiska strontiumgitterklockorna.

De två oberoende utvärderingarna överensstämde med konsekventa resultat på 0,84(71)E-15 och 0,74(74)E-15 vid NICT och LNE-SYRTE, respektive. Toppmoderna primära frekvensstandarder i PTB och SYRTE användes också under dessa tio dagar, och deras kalibreringar överensstämde också med de två resultaten, indikerar giltigheten av att använda optiska klockor för att tillhandahålla en referens för att styra tickhastigheten för TAI. Efter pilotinlämning av kalibreringar av TAI av optiska klockor vid LNE-SYRTE och NICT som ingick i cirkulär T 2018 efter en granskning, det är första gången som optiska klockor bidrar till att styra TAI i realtid.

Kalibreringarna inkorporerades också för att beräkna mer exakt tidsskala TT(BIPM). En gång om året, BIPM granskar TAI med hänvisning till kalibreringsresultaten som rapporterats från laboratorier och korrigerar UTC. Korrigeringen visar sig vara en mer exakt tidsskala som kallas TT(BIPM). De två kalibreringarna som tillhandahålls av NICT och LNE-SYRTE denna gång bidrog också till beräkningen av TT(BIPM2018), som publicerades av BIPM den 1 februari, 2019.

Dessa resultat kommer också att bidra till den framtida omdefinieringen av den andra. Optiska klockor inklusive gitterklockorna hos NICT och LNE-SYRTE har redan överträffat de senaste primära frekvensstandarderna baserade på cesium i olika aspekter. Tids- och frekvensmetrologer har inlett en diskussion mot förändringen av definitionen av SI-sekund, vilket kan inträffa tidigast 2026.

Optiska klockor används nu i olika laboratorier, och vi förväntar oss att fler laboratorier kommer att bidra till genereringen av TAI genom att tillhandahålla utvärderingsresultaten till BIPM. Pålitliga kalibreringar med fler optiska klockor gör att BIPM kan förutse ett möjligt underhåll av UTC baserat på den nya optiska definitionen av den andra. De olika kalibreringsdata kommer också att ge information för att bestämma den absoluta frekvensen för den optiska klockövergången Sr, vilket kan visa sig vara frekvensen som definierar den nya SI-sekunden.