NIST開發(fā)了一個發(fā)光學(xué)原子鐘芯片 比咖啡豆還小
我們中的大多數(shù)人都認(rèn)為時間自然存在,然而,對于科學(xué)技術(shù)中一些應(yīng)用來說,精確到毫秒可以創(chuàng)造一個與眾不同的世界。這種精度就需要用到原子鐘,而美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)開發(fā)了一個光學(xué)原子鐘芯片比咖啡豆還小。
原子鐘利用原子在一定條件下發(fā)出的信號為一秒鐘的基礎(chǔ)。今天大多數(shù)原子鐘都使用銫原子的自然振動來測量微波頻率,這是目前國際上對秒定義的基礎(chǔ)。然而,使用振蕩器的微波頻率往往需要初始校準(zhǔn),并隨著時間的推移產(chǎn)生不一致的頻率,從而導(dǎo)致定時誤差。相比之下,光學(xué)原子鐘可以以更高的頻率運行,可以將時間分成更小的單位,從而增加了時鐘的“質(zhì)量因數(shù)”。然而目前光學(xué)原子鐘往往是大而復(fù)雜的。 美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)正在開發(fā)一種更小的解決方案,它通過一個芯片上的蒸氣電池來測量銣而不是銫的活性。目前正在研究銣原子作為未來頻率標(biāo)準(zhǔn)中使用的潛在替代物。NIST的光學(xué)原子鐘需要更小的空間,更少的功率,只有大約275毫瓦。該研究所預(yù)計,這種新芯片可以制造出一個與手持設(shè)備一樣大的時鐘。這可能使它非常適合在學(xué)校和大學(xué)以外的地方使用,也可能是導(dǎo)航系統(tǒng)上的定時裝置,甚至是衛(wèi)星上的備用時鐘,衛(wèi)星上的原子鐘幾乎不可能進行維護,而且對功耗要求也及其苛刻。 |