Революция в точности: разработаны портативные высокоточные атомные часы

Специалисты Национальной физической лаборатории Великобритании (NPL) разработали миниатюрные атомные часы фонтанного типа. Высота корпуса устройства составляет 80 см, длина атомной капли — 30 см. Общий объем часов составляет 5% от объема стандартных атомных часов на цезии, а вакуумная система уменьшена в 20 раз.

Устройство работает на основе атомов рубидия. Точность измерения достигает одной части 10¹⁵, что соответствует показателям полноразмерных аналогов. Ошибка синхронизации не превышает две наносекунды в месяц.

Миниатюризация была достигнута за счет исключения двух традиционных компонентов. Разработчики отказались от отдельной камеры для измерения квантовых состояний атомов — эту функцию выполняет камера охлаждения. Отдельный микроволновый резонатор для выбора состояния также был удален. Его заменяет коаксиальный кабель-переходник волновода, направленный в камеру охлаждения и генерирующий бегущую СВЧ-волну необходимой частоты.

Уменьшенная конструкция потребовала уменьшения магнитного экранирования и дальнейшего исследования влияния границ магнитного поля. Оптическая система упрощена и в часах используются стандартные компоненты.

По классификации НПЛ устройство может выполнять функцию вторичного источника опорной частоты для определения секунды в системе СИ. Часы предназначены для использования в системах позиционирования, навигации и синхронизации времени. Руководитель проекта – доктор Сэм Уолби.