Ученые создали миниатюрные атомные часы для точного GPS

24.02.2025 00:30    314

Оптические атомные часы могут революционизировать точность времени и геопозиционирования, но их размер и сложность затрудняют широкое применение.

Современные системы GPS и электронные устройства используют примерно 400 атомных часов, размещенных по всей планете, обеспечивающих высокую точность определения координат Основными компонентами атомных часов являются осциллятор – генератор периодических колебаний – и спусковой механизм, который эти колебания суммирует. В основе работы таких часов лежит излучение атомов, изменяющие свои энергетические состояния с определенной частотой

Последние новости:  Рой Дайсона может поднять температуру Земли на 140 К

Традиционные атомные часы используют микроволновое излучение для индукции атомных колебаний, однако оптические часы применяют лазеры, что позволяет делить секунду на более короткие промежутки времени.

«Сегодняшние атомные часы позволяют системам GPS обеспечивать точность позиционирования в несколько метров. С помощью оптических атомных часов вы можете добиться точности всего в несколько сантиметров», – отмечает Ци Миньхао из Университета Пердью.

Чтобы сделать оптические атомные часы компактными, исследователи из США и Швеции разработали технологию микрогребенок, генерирующих спектр равномерно распределенных оптических частот Одна из этих частот может быть синхронизирована с лазером, привязанным к атомным осцилляциям. Это устраняет необходимость в больших лазерных системах, делая устройство значительно меньше.

Поскольку частота атомных осцилляций достигает сотен терагерц, для электронных схем ее необходимо снизить Новые чипы с микрогребенками стали ключевым решением, превращая оптические сигналы в пригодные для обработки радиочастоты.

«Нам удалось достичь одновременной самореференции и точного выравнивания частот, что критически важно для стабильности всей системы», – говорится в отчете исследователей.

Благодаря этой разработке стало возможным массовое производство оптических атомных часов, что открывает перспективы для усовершенствования навигации, автономного транспорта и мониторинга природных явлений.


cikavosti.com