Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
NIST-F1, источник официального времени США.

NIST-F1 - это часы с цезиевым фонтаном , тип атомных часов , разработанные Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) в Боулдере , штат Колорадо , и служат в качестве основного стандарта времени и частоты в США. На тестирование и сборку часов ушло менее четырех лет, и они были разработаны Стивом Джеффертсом и Дон Микхоф из отдела времени и частоты Лаборатории физических измерений NIST. [1]

Часы заменили NIST-7 , атомные часы с цезиевым лучом, которые использовались с 1993 по 1999 год. NIST-F1 в десять раз точнее, чем NIST-7. На смену ему пришел новый стандарт NIST-F2 , анонсированный в апреле 2014 года. Стандарт NIST-F2 нацелен на то, чтобы быть примерно в три раза точнее, чем стандарт NIST-F1, и есть планы использовать его одновременно с NIST- Часы F1. [2] Самый последний вклад NIST-F1 в BIPM TAI был сделан в марте 2016 года. [3]

Измерение частоты [ править ]

Аппарат состоит из оптической патоки, изготовленной из встречных лазеров, которые охлаждают и улавливают газ из атомов цезия. После захвата атомы продвигаются вверх двумя вертикальными лазерами внутри микроволновой камеры. В зависимости от точной частоты микроволн атомы цезия переходят в возбужденное состояние. Пройдя через лазерный луч, атомы флуоресцируют (испускают фотоны). Частота микроволн, обеспечивающая максимальную флуоресценцию, используется для определения секунды. [1]

Подобные часы с атомным фонтаном с сопоставимой точностью работают в других лабораториях времени и частоты, таких как Парижская обсерватория , Национальная физическая лаборатория (NPL) в Великобритании и Physikalisch-Technische Bundesanstalt в Германии. [1]

Точность [ править ]

По состоянию на 2013 год погрешность часов составляла около 3,1 × 10 −16 . Ожидается, что за более чем 100 миллионов лет он не выиграет и не проиграет ни секунды. [1]

Оценка точности [ править ]

Оцененные точность U B отчеты различных первичных стандартов частоты и времени будут опубликованы в Интернете по Международным бюро мер и весов (МБМВ).
В мае 2013 года NIST-F1 , фонтан цезия часы сообщили ¯u B из 3,1 × 10 -16 . Однако этот отчет BIPM и другие недавние отчеты основаны на оценке, датируемой 2005 годом. [4] В нем использовалась модель, разработанная NIST [5], для оценки доплеровских сдвигов частоты, известных как фаза распределенного резонатора, которая, как было показано, неверно. [6]В недавней оценке NIST-F2 не использовалась модель фазы распределенного резонатора NIST, используемая для NIST-F1, и, хотя в NIST-F2 вместо этого использовался подход, более согласованный с другими стандартами, эта оценка фазы распределенного резонатора, как было показано, имеет другие недостатки. . [7]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d "Атомные часы с цезиевым фонтаном NIST-F1: основной стандарт времени и частоты для Соединенных Штатов" . NIST . 26 августа 2009 . Проверено 2 мая 2011 года .
  2. Рианна Ост, Лаура (3 апреля 2014 г.). «NIST запускает новый стандарт времени в США: атомные часы NIST-F2» . Дата обращения 2 января 2015 .
  3. ^ "BIPM - FTP-сервер отдела времени" . www.bipm.org . Проверено 18 апреля 2019 .
  4. ^ Т. П. Хевнер, С. Р. Джеффертс, Е. А. Донли, Дж. Х. Ширли и Т. Е. Паркер, «NIST-F1: Последние улучшения и оценки точности», Metologia, vol. 42 , стр 411-422, 2005
  5. ^ С. Р. Джеффертс, Дж. Х. Ширли, Н. Эшби, Э. А. Берт и Дж. Дж. Дик, «Энергетическая зависимость фазовых смещений распределенных резонаторов в частотных стандартах атомных фонтанов», IEEE Trans. по ультразвуку, сегнетоэлектрикам и частотному контролю, т. 52 , стр 2314-2321, 2004.
  6. ^ "Комментарий 'Точного рубидий атомного стандарта частоты фонтана'," Ruoxin Ли и Курт Gibble, Metrologia 48 , 446-447 (2011).
  7. ↑ Комментарий к «Первая оценка точности NIST-F2», Курт Гиббл, Metrologia 52 , 163, январь 2015 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Атомное время США
  • Цезиевые часы с фонтаном NIST-F1
  • SR Jefferts; Дж. Ширли; Т.Е. Паркер; Т. П. Хевнер; DM Meekhof; C Нельсон; Ф Леви; Г. Костанцо; Де Марчи; Р. Друллингер; Л. Холлберг; WD Lee; FL Walls (2002). «Оценка точности NIST F-1» (PDF) . Метрология . 39 (4): 321–336. Bibcode : 2002Metro..39..321J . DOI : 10.1088 / 0026-1394 / 39/4/1 . Архивировано 18 марта 2005 г. из оригинального (PDF) . Проверено 25 ноября 2007 .