
新型梳子状的计算机芯片可能是为无人机,智能手机和自动驾驶汽车配备军事级定位技术的关键,该技术以前仅限于太空机构和研究实验室。
科学家已经开发了一个“微型炸弹芯片”,这是一个5毫米(0.2英寸)宽的计算机芯片,配备了像梳子上的小牙齿一样 - 可以制造光原子钟,这是地球上最精确的定时量,小巧而实用,足以用于现实世界中的使用。
这可能意味着配备GPS的系统比我们今天拥有的最好的一千倍,从智能手机和无人机导航到地震监测和地质调查,都改进了所有内容。陈述。他们于2月19日在杂志上发表了他们的发现。
向上和原子
“当今的原子钟启用了几米的位置精度(1米为3.3英尺)。使用光原子时钟,您可以达到仅数厘米的精确度(1 Centover in 0.4英寸),“研究合作者Minghao Qi普渡大学电气和计算机工程教授在声明中说。
有关的:
“这改善了车辆的自主权,以及所有基于定位的电子系统。光原子时钟还可以检测到地球表面上纬度的最小变化,并可用于监测,例如火山活动。”
大约有400个高精度全球,使用的原则保留时间。
这通常涉及使用微波来刺激原子以在能量状态之间移动。这些称为振荡的转变自然而然地以极高的速度发生,就像超过的滴答时钟一样,使计时准确地保持准确。
这就是为什么原子钟形成协调通用时间(UTC)的骨干(用于设置全球时区)的原因依赖原子计时的卫星为汽车,智能手机和其他设备提供定位数据。
尽管精确性令人难以置信,但传统的原子钟远比光原子时钟差得多。如果标准原子钟使用微波频率激发原子,则光原子时钟使用激光灯,使它们能够以更细的规模测量原子振动,从而使它们更精确。
到目前为止,光原子时钟一直限于极限有限的科学和研究环境,例如美国宇航局的戈达德太空飞行中心和国家标准技术研究所(NIST)。这是因为它们非常复杂,使他们无法触及您的标准Casio粉丝。
挖掘梳子的牙齿
Microcomb芯片可以通过弥合高频光学信号(光原子时钟使用)与现代电子依赖的导航和通信系统中使用的无线电频率之间的差距来改变这一点。
“像梳子的牙齿一样,微型尸体由一系列均匀分布的光频率组成。可以通过将微型牙齿锁定到超鼻涕的宽度激光器上来构建光原子时钟,从而以极高的频率稳定性旋转到原子过渡,”研究人员在该声明中解释说。
他们将新系统比作一组齿轮,其中一个微小的快速旋转齿轮(光学频率)驱动更大,较慢的齿轮(射频)。正如齿轮转移运动在降低速度时一样,微型伯姆充当转换器,将原子的超快速振荡更改为电子设备可以处理的稳定时间信号。
“此外,微梳的最小尺寸使得可以在保持其非凡精度的同时显着收缩原子时钟系统。”维克多·托雷斯公司(Victor Torres Company)Chalmers的Photonics教授在声明中说。 “我们希望未来的材料和制造技术的进步可以进一步简化该技术,从而使我们更接近一个世界,在该世界中,超精致的计时是我们的手机和计算机中的标准功能。”