Orologi ottici dell'Istituto nazionale di tecnologia dell'informazione e delle comunicazioni (NICT, Giappone) e LNE-SYRTE (Systemes de Reference Temps-Espace, Osservatorio di Parigi, Università PSL, CNRS, Università della Sorbona, Francia) ha valutato l'ultimo tick "un secondo" del Tempo Atomico Internazionale (TAI) e ha fornito questi dati al Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) da riferire per l'adeguamento del tasso di tick del TAI. Standard di frequenza primari basati sulla transizione dell'orologio a microonde al cesio o uno standard secondario basato su una transizione a microonde al rubidio hanno a lungo svolto un ruolo per calibrare l'intervallo di scala di TAI.

La capacità degli orologi ottici, che hanno fatto rapidi progressi negli ultimi vent'anni, sono stati recentemente riconosciuti validi; e i due laboratori, in Asia e in Europa, finalmente iniziato la valutazione di TAI utilizzando i loro orologi reticolari ottici. Le due calibrazioni concordate e sono coerenti con quelle previste dai più moderni standard a microonde, dimostrando la compatibilità di adottare orologi ottici come riferimento a cui fa riferimento BIPM per regolare il tick rate di TAI. Questo risultato si trova nella "Circolare T", un rapporto mensile emesso dal dipartimento Time BIPM.

Coordinated Universal Time (UTC) è una scala temporale che vari sistemi come l'ora solare nazionale, reti di informazione, e i sistemi finanziari internazionali dipendono. UTC differisce da TAI per un numero intero di secondi, che sono i secondi intercalari cumulati. Per generare TAI, Il BIPM raccoglie i dati di oltre 400 orologi atomici operati nei laboratori pubblici di tutto il mondo e ne calcola la media ponderata.

La sua splendida affidabilità è testimoniata da centinaia di orologi, ma l'accuratezza del ticchettio è stata mantenuta dalle calibrazioni fornite dagli standard di frequenza all'avanguardia, di cui i gruppi di lavoro internazionali di metrologi riconoscono la capacità. BIPM fa riferimento a questi dati di calibrazione per accelerare o decelerare il tasso di ticchettio di TAI al fine di essere coerente con il secondo SI.

Mentre gli standard a microonde sono stati a lungo responsabili delle calibrazioni, è stato anticipato che gli orologi ottici, che ha fatto rapidi progressi nell'ultimo decennio, servirebbe anche a guidare TAI.

I ricercatori di NICT e LNE-SYRTE hanno utilizzato i loro orologi a reticolo ottico di stronzio in modo indipendente dal 2 al 12 dicembre e hanno valutato la frequenza media dei maser a idrogeno locale (HM) con riferimento all'orologio a reticolo. Gli HM sono collegati a TAI dal BIPM, questa valutazione ha quindi permesso di collegare i clock del reticolo a TAI. Questo porta alla calibrazione dell'intervallo medio della scala TAI su dieci giorni rispetto agli orologi del reticolo ottico di stronzio.

Le due valutazioni indipendenti hanno concordato con risultati coerenti di 0,84(71)E-15 e 0,74(74)E-15 presso NICT e LNE-SYRTE, rispettivamente. Durante questi dieci giorni sono stati utilizzati anche standard di frequenza primari all'avanguardia in PTB e SYRTE, e anche le loro calibrazioni erano coerenti con i due risultati, indicando la validità dell'utilizzo di orologi ottici per fornire un riferimento per guidare il tasso di tick di TAI. Dopo la presentazione pilota delle calibrazioni di TAI da parte di orologi ottici presso LNE-SYRTE e NICT che sono state incluse nella circolare T nel 2018 dopo un processo di revisione, questa è la prima volta che gli orologi ottici contribuiscono a guidare la TAI in tempo reale.

Le calibrazioni sono state incorporate anche per calcolare una scala temporale più accurata TT(BIPM). Una volta all'anno, Il BIPM rivede il TAI con riferimento ai risultati di calibrazione riportati dai laboratori e corregge l'UTC. La correzione risulta essere una scala temporale più accurata chiamata TT(BIPM). Le due calibrazioni fornite da NICT e LNE-SYRTE questa volta hanno contribuito anche al calcolo di TT(BIPM2018), che sono stati pubblicati da BIPM il 1 febbraio, 2019.

Questi risultati contribuiranno anche alla futura ridefinizione della seconda. Gli orologi ottici, compresi gli orologi reticolari presso NICT e LNE-SYRTE, hanno già superato gli standard di frequenza primari all'avanguardia basati sul cesio in vari aspetti. I metrologi del tempo e della frequenza hanno avviato una discussione verso il cambiamento della definizione del secondo SI, che potrebbe verificarsi nel 2026 al più presto.

Gli orologi ottici sono ora utilizzati in vari laboratori, e ci aspettiamo che più laboratori contribuiranno alla generazione di TAI fornendo i risultati della valutazione al BIPM. Calibrazioni affidabili da parte di più orologi ottici consentiranno a BIPM di prevedere un possibile mantenimento dell'UTC in base alla nuova definizione ottica del secondo. I vari dati di calibrazione forniranno anche informazioni per determinare la frequenza assoluta della transizione dell'orologio ottico Sr, che può risultare essere la frequenza che definisce il nuovo SI secondo.