我們大多數(shù)人都認為時間是理所當然的,并認為秒就是秒。然而,對于科學和技術中的某些應用,精確到毫秒可以使世界大不相同。對于這種精度,原子鐘是游戲的名稱,而 NIST 正在開發(fā)的時鐘有一個非常小的跳動的 hart,咖啡豆可以站在它旁邊。
與爆炸物完全無關,原子鐘使用原子在特定條件下發(fā)出的信號來設置秒的基礎。今天大多數(shù)原子鐘使用銫原子的自然振動并測量微波頻率。例如,這是秒的國際定義的當前基礎。
然而,使用振蕩器的微波頻率往往需要初始校準并隨著時間的推移產生不一致的頻率,從而導致計時錯誤。相比之下,光學原子鐘可以以更高的頻率運行,并且可以將時間劃分為更小的單位,從而提高時鐘的“品質因數(shù)”。然而,這些問題的問題在于它們通常龐大而復雜。
國家標準與技術研究院或 NIST 正在開發(fā)一種更小的解決方案,它需要一個更小的“心臟”。這是通過“上的蒸汽電池”來測量銣而不是銫的活性。目前正在研究銣作為未來頻率標準的潛在替代品。
NIST 的光學原子鐘需要很小的空間,甚至更少的功率,僅約 275 毫瓦。該研究所預計,這種新可以制造出手持設備大小的時鐘。這可能使其成為機構和大學以外使用的理想選擇,并且可以作為導航系統(tǒng)上的滴答計時器,甚至可以作為衛(wèi)星上的備用時鐘,因為在那里幾乎不可能進行維護并且電力非常寶貴。