我們大多數(shù)人都認(rèn)為時(shí)間是理所當(dāng)然的,并認(rèn)為秒就是秒。然而,對(duì)于科學(xué)和技術(shù)中的某些應(yīng)用,精確到毫秒可以使世界大不相同。對(duì)于這種精度,原子鐘是游戲的名稱,而 NIST 正在開(kāi)發(fā)的時(shí)鐘有一個(gè)非常小的跳動(dòng)的 hart,咖啡豆可以站在它旁邊。
與爆炸物完全無(wú)關(guān),原子鐘使用原子在特定條件下發(fā)出的信號(hào)來(lái)設(shè)置秒的基礎(chǔ)。今天大多數(shù)原子鐘使用銫原子的自然振動(dòng)并測(cè)量微波頻率。例如,這是秒的國(guó)際定義的當(dāng)前基礎(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(shí)間的推移產(chǎn)生不一致的頻率,從而導(dǎo)致計(jì)時(shí)錯(cuò)誤。相比之下,光學(xué)原子鐘可以以更高的頻率運(yùn)行,并且可以將時(shí)間劃分為更小的單位,從而提高時(shí)鐘的“品質(zhì)因數(shù)”。然而,這些問(wèn)題的問(wèn)題在于它們通常龐大而復(fù)雜。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院或 NIST 正在開(kāi)發(fā)一種更小的解決方案,它需要一個(gè)更小的“心臟”。這是通過(guò)“上的蒸汽電池”來(lái)測(cè)量銣而不是銫的活性。目前正在研究銣作為未來(lái)頻率標(biāo)準(zhǔn)的潛在替代品。
NIST 的光學(xué)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(yù)計(jì),這種新可以制造出手持設(shè)備大小的時(shí)鐘。這可能使其成為機(jī)構(gòu)和大學(xué)以外使用的理想選擇,并且可以作為導(dǎo)航系統(tǒng)上的滴答計(jì)時(shí)器,甚至可以作為衛(wèi)星上的備用時(shí)鐘,因?yàn)樵谀抢飵缀醪豢赡苓M(jìn)行維護(hù)并且電力非常寶貴。