便携式原子钟。免费技术图书馆新闻

便携式原子钟

31.01.2022

美国国防部国防高级研究计划局 (DARPA) 宣布寻找合作伙伴来制造便携式光学原子钟。它们必须比当今最精确的便携式手表好一百倍。

今天，原子钟是测量时间的最准确方法。它们的工作原理是基于每个原子只能发射和吸收特定频率的光子——与之共振的事实。原子钟是微波和光学的。除其他外，前者用于 GPS 卫星，军方在许多行动中使用其数据。微波原子钟基于调谐到原子跃迁频率的微波谐振器。它们允许您以秒为单位测量时间，精确到小数点后 16 位。它们的准确性受到测量和控制所需谐振频率中数十微赫兹偏差的能力的限制。

光学原子钟使用原子中的跃迁作为标准，导致出现频率在光学范围内的光子。它们的谐振频率有时是微波前辈的 100 倍。这使得可以实现更大的稳定性，并将确定时间的相对统计误差减少一百倍，即高达10到-18度。

但就尺寸而言，今天的光学原子钟通常需要在实验室中单独设置一个房间。此外，这些都是非常复杂的设备，科学家们正在纠正他们的工作。

军方对用于不同类型任务的两种原型感兴趣。第一款手表必须重量小于 25 公斤，功耗小于 10 瓦，自主运行 XNUMX 天，并且能够抵抗速度、振动和温度的变化。后一种条件是必要的，这样它们才能在战术飞机和卫星等空中和太空平台上运行。该设备必须比最精确的便携式手表精确一百倍。

第二只手表的重量必须小于 200 公斤，功耗小于 400 瓦。它们适用于更稳定的平台，例如船舶或陆地基地。预计它们可以在一个月内无需手动调整。

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