Ученые создают новые атомные часы

Производительность в одиночном зале в NIST и в море.A, 3-дюймовые оптические часы йода 3 U, занимают объем 35 л и потребляют менее 100 Вт. B, измеренный фазовый шум для йодных часов.C, перекрывая отклонение Аллана для йодных часов, работающих в NIST и в море.В короткие сроки нестабильность в динамической среде идентична лаборатории.D, часы могут поддерживать удержание 10 пс в течение нескольких часов и 1 нс в течение нескольких дней, демонстрируя свой потенциал в качестве основы для сети синхронизации на уровне пикосекунды.Кредит: природа (2024).Doi: 10.1038/s41586-024-07225-2

Бонни Марлоу и Джонатан Хиршауэр, оба из корпорации Miter, опубликовали статью News & Views в одном и том же журнале, излагая необходимость в ультра-специфических атомных часах и работу, проделанную командой в Vector Atomic.

Поскольку инструменты, используемые на судах, стали более изощренными, технология, стоящая за ними, становится все более зависимой от точного времени.Навигация использует радиосистемы, например, использует GPS.С такими системами очень небольшие неточности времени при измерении распространения сигналов между спутниками могут привести к ошибкам позиционирования сотен метров, что может иметь большое значение, когда участвуют военные сосуды.

Корабли в настоящее время полагаются на атомные часы, которые достаточно надежны, чтобы иметь возможность работать во время прокатного сосуда, но они не так точны, как атомные часы, используемые в исследовательских лабораториях.В этом новом усилии команда Vector Atomic разработала часы, чтобы помочь преодолеть разницу.

Часы основаны на использовании колеблющихся йод -молекул и весят всего 26 килограммов, что составляет размером с трех обувных коробок - достаточно для использования практически на любом корабле.Группа утверждает, что она примерно в 1000 раз точнее, чем типы часов, используемых в настоящее время на большинстве кораблей.

Разработка часов команда работала с ВМС Новой Зеландии.Они проверили часы на борту HMNZS Aotearoa, поскольку он проводил обычные операции по доставке в течение трех недель в Тихом океане.Данные из тестов показали, что часы были почти такими же точными, как и при тестировании в лаборатории - это время до 300 триллионов от секунды за любой день.

Команда разработчиков отмечает, что они продолжают работать на часах, надеясь сделать его достаточно маленьким, чтобы нести на навигационных спутниках.

Больше информации: Джонатан Д. Рослунд и др., Оптические часы в море, природа (2024).Doi: 10.1038/s41586-024-07225-2

Бонни Л. С. Марлоу и др., Надежные оптические часы обещают стабильное время в портативном пакете, Nature (2024).Doi: 10.1038/d41586-024-01022-7