The advent of novel measurement instrumentation can lead to paradigm shifts in scientific research. Optical atomic clocks, due to their unprecedented stability and uncertainty, are already being used to test physical theories and herald a revision of the International System of units (SI). However, to unlock their potential for cross-disciplinary applications such as relativistic geodesy, a major challenge remains. This is their transformation from highly specialized instruments restricted to national metrology laboratories into flexible devices deployable in different locations. Here we report the first field measurement campaign performed with a ubiquitously applicable $^{87}$Sr optical lattice clock. We use it to determine the gravity potential difference between the middle of a mountain and a location 90 km apart, exploiting both local and remote clock comparisons to eliminate potential clock errors. A local comparison with a $^{171}$Yb lattice clock also serves as an important check on the international consistency of independently developed optical clocks. This campaign demonstrates the exciting prospects for transportable optical clocks.

We have measured the geopotential difference between two locations separated by 457 km by comparison of two optical lattice clocks via an interferometric fiber link, utilizing the gravitational redshift of the clock transition frequency. The 87Sr clocks have been compared side-by-side before and after one of the clocks was moved to the remote location. The chronometrically measured geopotential difference of 3918.1(2.6)m2s−2 agrees with an independent geodetic determination of 3915.88(0.30)m2s−2. The uncertainty of the chronometric geopotential difference is equivalent to an uncertainty of 27cm in height. Published by the American Physical Society 2024