Разработаны портативные атомные часы высокой точности

Специалисты Национальной физической лаборатории Великобритании (NPL) разработали миниатюрные атомные часы фонтанного типа. Высота корпуса устройства составляет 80 сантиметров, а длина атомарной капли — 30 сантиметров. Общий объём часов равен 5 % от объёма стандартных цезиевых атомных часов, а вакуумная система уменьшена в 20 раз.

Устройство работает на основе атомов рубидия. Точность измерений достигает одной части на 10¹⁵, что соответствует показателям полноразмерных аналогов. Погрешность синхронизации не превышает двух наносекунд в месяц.

Миниатюризация достигнута за счёт исключения двух традиционных компонентов. Разработчики отказались от отдельной камеры для измерения квантовых состояний атомов — эту функцию выполняет камера охлаждения. Также исключён отдельный микроволновый резонатор для выбора состояния. Его заменил адаптер коаксиального кабеля к волноводу, направленный в камеру охлаждения и генерирующий бегущую микроволновую волну необходимой частоты.

Уменьшение конструкции потребовало сокращения магнитного экранирования и дополнительного изучения эффектов на границах магнитного поля. Оптическая система упрощена, в часах используются стандартные компоненты.

Согласно классификации NPL, устройство может функционировать как вторичный эталон частоты для определения секунды в системе СИ. Часы предназначены для использования в системах позиционирования, навигации и синхронизации времени. Руководитель проекта — доктор Сэм Уолби.

Источник: Interesting Engineering