【脈衝星計時原子鐘】

天跡

【脈衝星計時原子鐘】

 

 

保持時間：使用一個數組尋找引力波的脈衝星

一個國際天文學家小組已經想出了一種新的時間跟踪觀察脈衝星的集合 - 快速旋轉的恆星所發出的無線電脈衝在非常有規律的時間間隔。

雖然最終的研究目標是利用脈衝星計時探測引力波，本集團已表明，基於脈衝星的時間表也可以用來揭示基於原子鐘時間尺度不一致的。

脈衝星是中子星，以很高的速度旋轉，並出現在極定期發出的無線電脈衝。

的脈衝，實際上我們看到的所有的無線電波束的重點是由恆星的磁場轉過一個燈塔一樣的。

使用射電望遠鏡，天文學家可以測量的精度為100納秒的測量時間約一個小時的連續脈衝的到達時間。

雖然這種精度級別是顯著小於由一個原子時鐘所提供的，脈衝星可以原則上可以用於創建，是穩定的，幾十年來，世紀或更長的時間尺度。確定波動在地球上的計時，如原子或光學時鐘，通常不會在這麼長的時期，這可能是有用的。

數據帕克斯脈衝星計時陣（PPTA）項目的團隊，這是導致由澳大利亞CSIRO天文與空間科學學院的喬治·霍布斯在看著。

在澳大利亞的Parkes射電望遠鏡，該項目的目的是利用一組約20顆脈衝星的銀河系探測引力波的不同部分。

我們的想法是，當引力波通過我們的星系，它的存在扭曲空間/時間的毫秒之間的差距從不同的脈衝星脈衝到達受影響的一個非常具體的方式。

極其精確的時間表

在發展PPTA，霍布斯和他的同事在澳大利亞，德國，美國和中國認識到，一些脈衝星的定時數據結合起來，創造一個非常精確的時間表，可以追溯到20世紀90年代中期。

時間尺度是一個序列的時候，每個標記定義的時間間隔隔開。目前可用的最精確的時間尺度所產生的原子或光學時鐘，操作利用某些原子躍遷的頻率。

該小組提出了時間表19顆脈衝星的基礎上，由每個脈衝星的第一次修正的數據為一些不同的事情，會影響測量的脈衝之間的差距。

這些措施包括儀器的影響，運動的地球在太陽系和星際等離子體的影響。此外，一個脈衝發生器的頻率隨時間緩慢下降旋轉能量輻射掉，這必須修正。

的團隊，然後結合創造地球時PPTA11或TT（PPTA11）的時間表，其中11表示，最近使用的數據是從2011年的數據來自19個脈衝星。為了展示他們的新時間表可以用來評價所產生的原子鐘的時間尺度，研究人員比較了它與地球時（國際原子能機構時間） - TT（TAI）。

這是一個幾百全球原子鐘相結合的結果是創建的時間刻度。TT（大）是從來沒有revized的，因此提供了一個歷史記錄的原子鐘的性能。

相反，原子時鐘的時間尺度輕輕地“轉向”促進報時的時間標準，通過修改和再分析。

尋找不足之處

如果新的脈衝星時間尺度的確是精確的，它應該是能夠揭示歷史的不足之處的原子時鐘的時間尺度 - 這正是團隊是能夠做到的。

研究人員比較了兩種時間尺度可追溯到約1994年，並在1998年左右，發現了一個明顯的出發。

團隊之間的原子時鐘的時間尺度和地面的時間是每年的國際局的度量衡 - TT（BIPM11）的一個修正版本也做了類似的比較。

在1998年左右，研究人員看到了同樣的截然不同，這表明，像TT（BIPM11），基於脈衝星的時間表是能夠揭示基於原子時鐘的時間尺度不一致。

之間的TT（PPTA11）和TT（BIPM11）的相似性，也使團隊能夠得出這樣的結論：有沒有大的意外的錯誤TT（BIPM11）的。

此外，研究結果證實了以前的研究，得出的結論是TT（TAI）的時間表是不夠精確，用於探測引力波的脈衝星計時的應用，如和TT（BIPM11）的，應始終使用在這些應用中。

團隊成員大衛冠軍馬克斯·普朗克射電天文學研究所在波恩告訴physicsworld.com發展的時間，下一步是將其他的射電望遠鏡，獲得了在同一時間內的脈衝星的數據。

原則上證明

在英國國家物理實驗室的時間和頻率集團Setnam Shemar的工作描述為“證據原則，PPTA的數據可以發現異常情況，但目前一些的原子時間尺度”。

雖然他認為有可能是基於脈衝星的時間尺度能勝過當今最好的原子時間尺度在很長的時間，Shemar說，它是下結論還為時過早。

事實上，他所指出，如果在原子和光學時鐘技術的改進超過脈衝星計時的改善，因為他預期的情況下，基於脈衝星的時間尺度可能在未來成為更有用的不是一個裝置，用於檢查在尋找引力波原子的時間表。

這項研究將發表在英國皇家天文學會月刊“上arXiv預印本。

關於作者

麥高約翰斯頓是編輯器的physicsworld.com

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/aug/24/pulsar-timekeepers-measure-up-to-atomic-clocks