W Kielcach uruchomiono najdokładniejsze na świecie urządzenie do pomiaru czasu

1 godzina temu

Zdjęcie: Fontanna cezowa / źródło: kampus.gum.gov.pl

W Świętokrzyskim Kampusie Laboratoryjnym Głównego Urzędu Miar w Kielcach uruchomiono fontannę cezową. To jedno z najbardziej zawansowanych urządzeń metrologicznych na świecie – powiedział PAP dr inż. Piotr Dunst z CBK PAN w Borówcu.

Fontanna cezowa to pierwotny wzorzec częstotliwości, który realizuje fizyczną definicję jednostki czasu w układzie SI z najwyższą możliwą precyzją, mierząc częstotliwości atomowego przejścia w atomach cezu 133. Uruchomienie tego urządzenia było możliwe dzięki współpracy Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk (CBK PAN) oraz Głównego Urzędu Miar (GUM) w Kielcach.

Dr inż. Piotr Dunst z Laboratorium Czasu i Częstotliwości CBK PAN w Borówcu zaznaczył, iż to jedno z najbardziej zaawansowanych urządzeń metrologicznych na świecie. Znaczenie tej inwestycji wykracza daleko poza mury laboratorium. Naukowiec podkreślił strategiczny wymiar projektu.

– Współczesna cywilizacja i technika opierają się na informacji o precyzyjnym czasie i jego synchronizacji, a precyzyjny czas dostarczają światu właśnie atomowe skale czasu. Dzięki takim wzorcom jak fontanny atomowe, polskie atomowe skale czasu – takie jak UTC(AOS) i UTC(PL) – zyskują dostęp do wyższych poziomów dokładności i stabilności – powiedział Dunst.

Droga do uruchomienia tego urządzenia w Kielcach rozpoczęła się w poprzedniej dekadzie. W 2015 roku Centrum Badań Kosmicznych PAN uzyskało grant aparaturowy, który we współpracy z brytyjskim National Physical Laboratory (NPL) pozwolił na budowę dwóch takich fontann dla Polski. Za ich budowę z ramienia CBK PAN odpowiadali dr inż. Piotr Dunst i dr Bartłomiej Nagórny. Jedna z nich od lat działa w Borówcu, natomiast druga była tymczasowo ulokowana w Poznaniu, czekając na ukończenie nowoczesnych laboratoriów w Kielcach.

Przeniesienie aparatury z Poznania do Świętokrzyskiego Kampusu Laboratoryjnego było operacją o najwyższym stopniu skomplikowania. Wymagało to specjalistycznego transportu w ściśle kontrolowanej temperaturze oraz zastosowania wysokiej klasy amortyzacji pneumatycznej. Pod koniec kwietnia br. eksperci z GUM oraz CBK PAN pomyślnie zainstalowali i uruchomili wzorzec w Kielcach, a wstępne testy potwierdziły, iż transport nie wpłynął negatywnie na parametry pracy urządzenia.

Dzięki kieleckiej instalacji Polska zyska większą niezależność i jakość w generowaniu urzędowego czasu UTC(PL). Jest to krytyczne dla funkcjonowania nowoczesnej infrastruktury: telekomunikacji, energetyki, cyfrowych technologii, co przekłada się na bezpieczeństwo państwa. Pozwala na budowę systemów synchronizacji, niezależnych od zewnętrznych sygnałów, takich jak GPS czy Galileo, co ma najważniejsze znaczenie w przypadku zakłóceń sygnałów satelitarnych.

Obecność dwóch fontann cezowych w Polsce – w Borówcu i Kielcach, połączonych dedykowanym systemem światłowodowym, daje Polsce techniczne możliwości rozwoju precyzyjnej metrologii czasu, stawiając ją w gronie najbardziej zaawansowanych technologicznie państw świata. Taka infrastruktura pozwala na bezpośrednie porównywanie atomowych skal czasu i wzorców częstotliwości z dokładnością do kilkudziesięciu pikosekund (czyli do bilionowych części sekundy!), co jest niezbędne do rozwoju krajowych atomowych skal czasu.

Inwestycja w Kielcach wpłynie również na przyszłe badania nad optycznymi zegarami atomowymi, które stanowią kolejny etap w rozwoju metrologii czasu. Jak zaznaczył dr inż. Dunst, choć obecna definicja sekundy opiera się na mikrofalach, przyszłość należy do przejść optycznych, a polskie środowisko naukowe z Torunia, Poznania, Warszawy i Krakowa, skupione wokół precyzyjnej metrologii czasu i częstotliwości, już bierze udział w tym technologicznym wyzwaniu. od dzisiaj wspierane będzie jeszcze bardziej przez kielecki kampus metrologiczny.