Атомные часы: скоро в мобильниках

9 декабря 2010

smart

Сверхточные ядерные эталоны времени (ядерные часы) необходимы при ответе самого широкого круга задач, но на данный момент они являются крупногабаритные, дорогостоящие и потребляющие большое количество энергии устройства. Их миниатюризация ? наиболее значимая задача, ответ которой разрешит оснастить независимыми эталонами времени, например, мобильные устройства. Это разрешит возможность повысить эффективность GPS-аппаратуры, создавать более устойчивые беспроводные сети передачи данных, применять режимы сверхбыстрого переключения частот, и т.д.

Ученые из технологии и Национального института стандартов США (National Institute of Standard and Technology, NIST) смогли создать ядерный эталон времени сверхмалых размеров на базе микроэлектромеханической технологии MEMS, информирует издание New Scientist. Их ядерные часы размером на два порядка меньше современных, потребляют менее 0,075 Вт и владеют погрешностью не более одной секунды за 300 лет.

Исследовательской группе NIST под управлением Джона Китинга (John Kithing) удалось создать сверхкомпактный ядерный эталон, применяв разработку так именуемого «когерентного пленения популяций» (coherent population trapping, CPT), при которой для возбуждения атомов вместо в большинстве случаев используемого микроволнового излучения употребляется свет. Это разрешило избавиться от громадных микроволновых камер и сократить энергопотребление так, что произошло питать ядерные часы от простых пальчиковых батареек, и обеспечить поточное производство компонентов ядерных часов из стекла либо кремниевых пластин.

Ядерные часы, в большинстве случаев имеющие, как минимум, метр в высоту, удалось разместить в количестве 1,5х1,5х4 мм. Согласно точки зрения разработчиков, законченный модуль, воображающий собой полнофункциональный ядерный эталон времени, удастся разместить в количестве, не превышающем 1 см³.

Разработка СРТ не нова ? она известна уже более 20 лет, но для ее внедрения ученым было нужно создать методику производства микроскопических подробностей ядерных часов. Согласно точки зрения Джона Китинга, раскрывается возможность падения их стоимости. Действительно, до коммерческого применения еще относительно на большом растоянии ? нужно создать разработку осцилляторов и промышленного производства, электронику, и обучиться действенно защищать часы от действия внешних магнитных полей.

Работу над проектом начиная с 2001 года финансировало агентство передовых оборонных изучений DARPA. Над созданием компактных ядерных часов трудятся и другие коллективы. Ядерные часы количеством всего в 40 см³ удалось создать ученым из отдела изучений ВМФ США. Компания Symmetricom разрабатывает прецизионные часы для совокупностей GPS. Компания Kernco создала компактные ядерные часы по заказу ВВС Соеденненых Штатов.

Над созданием ядерных часов с применением СРТ-технологии трудится кроме этого Agilent Technologies.