Optische klokken van het National Institute of Information and Communications Technology (NICT, Japan) en LNE-SYRTE (Systemes de Reference Temps-Espace, Observatorium van Parijs, Universitaire PSL, CNRS, Sorbonne-universiteit, Frankrijk) evalueerde de laatste "één seconde" tick van de International Atomic Time (TAI) en verstrekte deze gegevens aan het Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) om te worden doorverwezen voor het aanpassen van de tick rate van TAI. Primaire frequentiestandaarden op basis van de cesium-microgolfklokovergang of een secundaire standaard op basis van een rubidium-microgolfovergang spelen al lang een rol bij het kalibreren van het schaalinterval van TAI.

De mogelijkheden van optische klokken, die de afgelopen twintig jaar snelle vooruitgang hebben geboekt, werden onlangs als geldig erkend; en de twee laboratoria, in Azië en Europa, eindelijk begonnen met de evaluatie van TAI met behulp van hun optische roosterklokken. De twee kalibraties zijn overeengekomen en komen overeen met die van de allernieuwste microgolfnormen, het aantonen van de compatibiliteit om optische klokken te gebruiken als referentie waarnaar BIPM verwijst om de tiksnelheid van TAI aan te passen. Deze prestatie is te vinden in de "Circulaire T", een maandelijks rapport uitgegeven door de afdeling Tijd van het BIPM.

Coordinated Universal Time (UTC) is een tijdschaal die verschillende systemen zoals nationale standaardtijd, informatienetwerken, en internationale financiële systemen zijn afhankelijk van. UTC verschilt van TAI met een geheel aantal seconden, wat de gecumuleerde schrikkelseconden zijn. Om TAI te genereren, BIPM verzamelt gegevens van meer dan 400 atoomklokken die in openbare laboratoria over de hele wereld worden gebruikt en berekent hun gewogen gemiddelde.

Zijn uitstekende betrouwbaarheid wordt gerealiseerd door honderden klokken, maar de nauwkeurigheid van de tiksnelheid is gehandhaafd door de kalibraties die worden geleverd door de geavanceerde frequentienormen, waarvan internationale werkgroepen van metrologen de bekwaamheid erkennen. BIPM verwijst naar deze kalibratiegegevens om de tiksnelheid van TAI te versnellen of te vertragen om consistent te zijn met de SI-seconde.

Hoewel microgolfnormen lange tijd de leiding hebben gehad over kalibraties, verwacht werd dat optische klokken, die de afgelopen tien jaar snelle vooruitgang heeft geboekt, zou ook dienen om TAI te sturen.

Onderzoekers in NICT en LNE-SYRTE bedienden hun strontium optische roosterklokken onafhankelijk van 2 tot 12 december en evalueerden de gemiddelde frequentie van lokale waterstofmasers (HM's) met verwijzing naar de roosterklok. De HM's die door het BIPM aan TAI worden gekoppeld, deze evaluatie stelde ons dus in staat om de roosterklokken aan te sluiten op TAI. Dit leidt tot de kalibratie van het gemiddelde TAI-schaalinterval over tien dagen met betrekking tot de strontium optische roosterklokken.

De twee onafhankelijke evaluaties kwamen overeen met consistente resultaten van 0,84(71)E-15 en 0,74(74)E-15 bij NICT en LNE-SYRTE, respectievelijk. Tijdens deze tien dagen werden ook de modernste primaire frequentienormen in PTB en SYRTE gebruikt, en hun kalibraties waren ook consistent met de twee resultaten, die de geldigheid aangeeft van het gebruik van optische klokken als referentie om de tiksnelheid van TAI te sturen. Na pilot-indiening van kalibraties van TAI door optische klokken bij LNE-SYRTE en NICT die in 2018 werden opgenomen in de circulaire T na een beoordelingsproces, dit is de eerste keer dat optische klokken bijdragen aan het in realtime sturen van TAI.

De kalibraties zijn ook opgenomen om een ​​nauwkeurigere tijdschaal TT (BIPM) te berekenen. Eens per jaar, BIPM beoordeelt TAI met verwijzing naar de kalibratieresultaten die zijn gerapporteerd door laboratoria en corrigeert UTC. De correctie blijkt een nauwkeurigere tijdschaal te zijn, TT(BIPM) genaamd. De twee kalibraties die deze keer door NICT en LNE-SYRTE zijn geleverd, hebben ook bijgedragen aan de berekening van TT (BIPM2018), die op 1 februari door het BIPM werden gepubliceerd 2019.

Deze resultaten zullen ook bijdragen aan de toekomstige herdefiniëring van de tweede. Optische klokken, waaronder de roosterklokken bij NICT en LNE-SYRTE, hebben de geavanceerde primaire frequentiestandaarden op basis van cesium in verschillende opzichten al overtroffen. Tijd- en frequentiemetrologen hebben een discussie op gang gebracht over de verandering van de definitie van de SI-seconde, die op zijn vroegst in 2026 kan plaatsvinden.

Optische klokken worden nu in verschillende laboratoria gebruikt, en we verwachten dat meer laboratoria zullen bijdragen aan het genereren van TAI door de evaluatieresultaten aan het BIPM te verstrekken. Betrouwbare kalibraties door meer optische klokken zullen BIPM in staat stellen een mogelijk onderhoud van UTC te voorzien op basis van de nieuwe optische definitie van de tweede. De verschillende kalibratiegegevens zullen ook informatie verschaffen om de absolute frequentie van de Sr optische klokovergang te bepalen, wat de frequentie kan blijken te zijn die de nieuwe SI-seconde definieert.