Optical Clock

20190314_135202

โครงการนาฬิกาอะตอมเชิงแสงด้วยไออนเย็นของธาตุ Ytterbium เริ่มขึ้นในปี 2016 ณ ห้องปฏิบัติการเวลาและความถี่ ฝ่ายมาตรวิทยาไฟฟ้า สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ โดยเป็นโครงการความร่วมมือระหว่างหลายสถาบันทั้งในและต่างประเทศ ได้แก่

ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล
National Institute of Information and Communication Technology (Japan)
Center for Quantum Technologies (Singapore)

ปัจจุบันมีการใช้อะตอมของธาตุต่างๆ ที่มีความถี่เฉพาะในแต่ละระดับชั้นพลังงาน นำมาใช้เป็นความถี่มาตรฐาน โดยมีการกำหนดให้ระดับชั้นพลังงานที่สถานะพื้นของธาตุซีเซียมที่มีความถี่ 9.192 631 770 GHz เป็นความถี่มาตรฐานสากล แต่ในปี 2026 สำนักงานชั่งตวงวัดระหว่างประเทศ (BIPM) จะมีการพิจารณาถึงการปรับเปลี่ยนนิยามใหม่ของหน่วยวินาที โดยใช้นาฬิกาอะตอมเชิงแสง (optical clock) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ทันสมัยที่สุดของนาฬิกาในปัจจุบัน มีความเที่ยงตรงแม่นยำกว่านาฬิกาอะตอมที่ใช้กันทั่วโลก (cesium fountain clock) ประมาณ 100 ถึง 1,000 เท่า

ส่งผลให้มาตรฐานทางด้านเวลาและความถี่ กระทบมาตรฐานของหน่วยฐานอื่นๆ ซึ่งเป็นพื้นฐานของมาตรวิทยา ดังนั้นการเพิ่มเสถียรภาพและความถูกต้องของเวลาและความถี่มาตรฐานจะทำให้หน่วยฐานอื่นๆมีความถูกต้องเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความสามารถในการวัดของสถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ มีความถูกต้องเพิ่มขึ้นด้วย

นอกเหนือจากประโยชน์ของนาฬิกาอะตอมในระดับในประเทศแล้ว เครือข่ายสากลของนาฬิกาอะตอมที่เชื่อมโยงด้วยใยแก้วนำแสง จะเป็นเครื่องมือที่ช่วยส่งความถี่มาตรฐานของนาฬิกาอะตอมนั้นให้สามารถเข้าถึงได้ในประเทศไทย และยังสามารถคลอบคลุมให้กับประเทศเพื่อนบ้านได้อีกด้วย โดยในปัจจุบันนั้น มีเครือข่ายใยแก้วนำแสงที่เชื่อมต่อนาฬิกาอะตอมระหว่างประเทศในสหภาพยุโรป แต่ในทวีปเอเชียนั้น ยังขาดการพัฒนานาฬิกาอะตอมในประเทศต่างๆ การพัฒนานาฬิกาอะตอมเชิงแสงในประเทศไทย จึงเป็นหนึ่งในความก้าวหน้าที่สำคัญในการสร้างเครือข่ายนาฬิกาอะตอมระดับสากล

Timeline of Yb ion clock project

Timeline of Yb ion clock project

2016

2017

2018