
新型梳子狀的計算機芯片可能是為無人機,智能手機和自動駕駛汽車配備軍事級定位技術的關鍵,該技術以前僅限於太空機構和研究實驗室。
科學家已經開發了一個“微型炸彈芯片”,這是一個5毫米(0.2英寸)寬的計算機芯片,配備了像梳子上的小牙齒一樣 - 可以製造光原子鐘,這是地球上最精確的定時量,小巧而實用,足以用於現實世界中的使用。
這可能意味著配備GPS的系統比我們今天擁有的最好的一千倍,從智能手機和無人機導航到地震監測和地質調查,都改進了所有內容。陳述。他們於2月19日在雜誌上發表了他們的發現。
向上和原子
“當今的原子鍾啟用了幾米的位置精度(1米為3.3英尺)。使用光原子時鐘,您可以達到僅數厘米的精確度(1 Centover in 0.4英寸),“研究合作者Minghao Qi普渡大學電氣和計算機工程教授在聲明中說。
有關的:
“這改善了車輛的自主權,以及所有基於定位的電子系統。光原子時鐘還可以檢測到地球表面上緯度的最小變化,並可用於監測,例如火山活動。”
大約有400個高精度全球,使用的原則保留時間。
這通常涉及使用微波來刺激原子以在能量狀態之間移動。這些稱為振蕩的轉變自然而然地以極高的速度發生,就像超過的滴答時鐘一樣,使計時準確地保持準確。
這就是為什麼原子鐘形成協調通用時間(UTC)的骨幹(用於設置全球時區)的原因依賴原子計時的衛星為汽車,智能手機和其他設備提供定位數據。
儘管精確性令人難以置信,但傳統的原子鐘遠比光原子時鐘差得多。如果標準原子鐘使用微波頻率激發原子,則光原子時鐘使用激光燈,使它們能夠以更細的規模測量原子振動,從而使它們更精確。
到目前為止,光原子時鐘一直限於極限有限的科學和研究環境,例如美國宇航局的戈達德太空飛行中心和國家標準技術研究所(NIST)。這是因為它們非常複雜,使他們無法觸及您的標準Casio粉絲。
挖掘梳子的牙齒
Microcomb芯片可以通過彌合高頻光學信號(光原子時鐘使用)與現代電子依賴的導航和通信系統中使用的無線電頻率之間的差距來改變這一點。
“像梳子的牙齒一樣,微型屍體由一系列均勻分佈的光頻率組成。可以通過將微型牙齒鎖定到超鼻涕的寬度激光器上來構建光原子時鐘,從而以極高的頻率穩定性旋轉到原子過渡,”研究人員在該聲明中解釋說。
他們將新系統比作一組齒輪,其中一個微小的快速旋轉齒輪(光學頻率)驅動更大,較慢的齒輪(射頻)。正如齒輪轉移運動在降低速度時一樣,微型伯姆充當轉換器,將原子的超快速振盪更改為電子設備可以處理的穩定時間信號。
“此外,微梳的最小尺寸使得可以在保持其非凡精度的同時顯著收縮原子時鐘系統。”維克多·托雷斯公司(Victor Torres Company)Chalmers的Photonics教授在聲明中說。 “我們希望未來的材料和製造技術的進步可以進一步簡化該技術,從而使我們更接近一個世界,在該世界中,超精緻的計時是我們的手機和計算機中的標準功能。”