Harry Cohen Tanugi

Des lasers synchronisent des horloges optiques sur une distance record

Quand le meilleur n'est pas assez bon

Pour vérifier leur travail, les chercheurs ont envoyé une autre longueur d'onde de lumière à travers la liaison par fibre optique et ont ensuite comparé la différence entre les signaux envoyés par l'air et par la liaison par fibre optique. Les travaux ont montré que la transmission par voie aérienne présentait une grande stabilité du tic-tac, de sorte qu'elle n'entraînerait qu'une perte ou un gain d'une seconde sur 80 milliards d'années.

Pourtant, les chercheurs sont loin de déployer le système. Les travaux de recherche ont été menés dans un endroit éloigné qui présentait les conditions atmosphériques les plus optimales et doivent maintenant être répétés dans d'autres endroits pour déterminer si le système fonctionne aussi bien.

L'expérience actuelle est comparable à l'envoi de signaux optiques dans l'espace, où ils rencontreront des turbulences, ont déclaré les experts à Nature. Cependant, les orbites à grande vitesse des satellites présenteront un autre défi pour la transmission des signaux, car il y aura un décalage de la fréquence du signal.

L'équipe de recherche a développé des technologies pour les satellites de communication quantique et va maintenant travailler sur la transmission de signaux entre le sol et les horloges optiques en orbite géostationnaire. Cela nous aidera dans notre recherche de la matière noire, ainsi qu'à détecter ondes gravitationnelles, Pan a dit La nature.

Les résultats de cette recherche ont été publiés au début du mois dans Nature.

Résumé

Les réseaux d'horloges optiques trouvent des applications dans la navigation de précision1,2, dans les efforts pour redéfinir l'unité fondamentale de la " seconde " 3,4,5,6 et dans les tests gravitationnels7. L'instabilité de fréquence des horloges optiques les plus modernes ayant atteint le niveau de 10-198,9, la vision d'un réseau optique à l'échelle mondiale permettant d'atteindre des performances comparables nécessite la diffusion du temps et de la fréquence sur une liaison longue distance dans l'espace libre avec une instabilité similaire de 10-19. Cependant, les tentatives précédentes de diffusion du temps et de la fréquence dans l'espace libre avec une grande précision n'ont pas dépassé quelques dizaines de kilomètres10,11. Nous présentons ici la dissémination du temps et de la fréquence avec un décalage de 6,3 × 10-20 ± 3,4 × 10-19 et une instabilité de moins de 4 × 10-19 à 10 000 s par une liaison en espace libre de 113 km. Les technologies clés essentielles à cette réalisation comprennent le déploiement de peignes de fréquence de haute puissance, des systèmes d'émetteurs-récepteurs optiques à haute stabilité et à haute efficacité et un échantillonnage optique linéaire efficace. Nous observons que la stabilité que nous avons atteinte est conservée pour des pertes de canal allant jusqu'à 89 dB. La technique que nous rapportons peut non seulement être directement utilisée dans des applications au sol, mais pourrait également jeter les bases de la future diffusion temps-fréquence par satellite.

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