15 апреля австралийские исследователи впервые провели морские испытания новой портативной атомной часовой системы. Эта технология может стать ключевой опорой для навигационных, коммуникационных и научных систем следующего поколения. Исследование выполнено командой Института фотоники и передовых сенсоров Университета Аделаиды, результаты опубликованы в последнем номере журнала «Оптика».
Атомные часы — это самые точные устройства измерения времени в мире, основа для таких систем, как GPS-навигация, телекоммуникационные сети и радиоастрономия. Однако большинство высокопроизводительных атомных часов работают только в строго контролируемых лабораторных условиях, их сложно транспортировать и использовать в реальных нестабильных средах. Новое разработанное устройство способно изменить эту ситуацию.
Данный прибор основан на лазерном охлаждении атомов иттербия и достигает высокой точности за счёт измерения частоты атомных переходов. По сравнению с традиционными атомными часами, он обладает более высокой точностью, а также возможностью мобильного использования и работы в неидеальных условиях.
Для проверки характеристик в июле 2024 года оборудование было доставлено на корабль, предоставленный Королевским военно-морским флотом Австралии, где оно непрерывно работало несколько дней в море. Результаты показали, что в сложных морских условиях — при вибрации, качке и перепадах температур — атомные часы сохраняли такую же высокую производительность, как и в лабораторных тестах. Сообщается, что это первое в истории подтверждение работоспособности лазерно-охлаждаемых оптических атомных часов в море.
Руководитель проекта, главный инновационный директор Института фотоники и передовых сенсоров Андре Лютен, отметил, что испытания атомных часов на корабле — это важная веха. Вибрация, качка и перепады температур в морской среде кардинально отличаются от лабораторных условий. Способность стабильно работать в таких условиях свидетельствует о готовности технологии к практическому применению.
Благодаря большому потенциалу применения, портативные атомные часы привлекают внимание по всему миру. В навигации такие высокоточные часы могут поддерживать системы позиционирования, работающие даже при ограничении или отсутствии спутниковых сигналов; в связи — повышать способность к синхронизации сетей передачи больших объёмов данных; в радиоастрономии — обеспечивать точную координацию данных наблюдений телескопов по всему миру.
В настоящее время команда продолжает совершенствовать технологию и планирует провести дополнительные полевые испытания, чтобы в ближайшие годы внедрить сверхточные портативные атомные часы в научные, коммерческие и оборонные сферы.