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新型原子鐘為船舶精確校時 日誤差不到300萬億分之一秒

2024-04-30科技

科技日報記者 張佳欣

美國導航和通訊器材制造商Vector Atomic公司開發出一種超精密且堅固的新型原子鐘。在最新一期【自然】雜誌上,開發團隊報告了該原子鐘的開發和海上測試情況,其效能可與最好的商用原子鐘相媲美,但封裝體積要小得多。

海上單時鐘效能示意圖。
圖片來源:【自然】雜誌

隨著船舶儀器越來越復雜,其背後的技術也越來越依賴於精確計時,例如導航所用的無線電定位系統。這種系統在測量衛星之間的訊號傳播時,非常小的時間誤差就可能導致數百米的定位誤差。當用於軍艦時,可能會帶來嚴重後果。

目前,船舶上所用原子鐘雖然穩定,能適應晃晃悠悠的船上工作,但它們的精確度遠不及研究實驗室中所用的原子鐘。現在,研究團隊開發出了可以彌補這種差距的時鐘。

這款時鐘基於振蕩碘分子,重量只有26公斤,大約相當於3個鞋盒大小,幾乎可以在任何一艘船上使用。研究團隊稱,它比目前大多數船只上使用的時鐘要精確約1000倍。

開發團隊在太平洋的一艘軍艦上測試了該時鐘,用其進行了為期3周的正常航運作業。測試數據顯示,該時鐘幾乎和實驗室測試時一樣準確,每天的時間誤差都保持在300萬億分之一秒以內。

這次演示標誌著一項重大技術進步,或預示著未來光學計時網絡的到來。開發團隊指出,他們還在繼續研究,希望將時鐘做得更小,以便導航衛星攜帶。