אטומים הם שומרי הזמן המדויקים ביותר בעולם - עד כדי כך שהשני מוגדר בדיוק כ-9 תקתוקים של שעון אטומי מבוסס צזיום. גרסאות זמינות מסחרית של שעונים אלו המדויקים מבחינה אטומית עומדות בבסיס ה-GPS, הניווט, העברת הנתונים והשווקים הפיננסיים, והם פועלים בתדרים של מיקרוגל, או מיליארדי טיק-טאקים בשנייה. לאחר יום, מדידת הזמן שלהם נגמרת בפחות מעשר ננו-שניות.
עם זאת, עד כמה שזה טוב, הדור הבא של השעונים האטומיים הוא אפילו יותר מדויק. מבנים מבוססי מעבדה אלה פועלים בתדרים אופטיים, כלומר הם מתקתקים עשרות טריליוני פעמים בשנייה. הטובים שבהם יכולים להישאר מדויקים עד 10 פמט-שניות (10-15 s) אחרי יום, או תוך שנייה אחרי 50 מיליארד שנה. ובקרוב, בפעם הראשונה, תוכל לקנות אחד משלך: Vector Atomic, סטארט-אפ שבסיסו בקליפורניה, ארה"ב, שם את השעון האופטי הנייד הראשון בשוק.
"היום השעונים היחידים שאתה יכול לקנות הם שעוני מיקרוגל", אומר יונתן הופמן, מנהל תוכנית בסוכנות האמריקאית לפרויקטי מחקר מתקדמים של ההגנה (DARPA), שמימנה את העבודה. "אם אתה הולך למעבר האופטי, יש רווח ענק בדייקנות, דיוק וביצועים, אבל זה גם בדרך כלל מגיע עם מורכבות מדהימה בו זמנית. מציאת פשרה מאושרת היא הקרב האמיתי".
מציאת האטומים הנכונים
ההבדל העיקרי בין שעונים אופטיים לקודמיהם במיקרוגל הוא לייזרים. כדי לבנות את השעונים המדויקים ביותר האפשריים, מדענים משתמשים באטומים שמציעים את המעברים האטומיים הצרים ביותר - בדרך כלל סטרונציום או איטרביום - ומתכננים את מערכות הלייזר שלהם סביב הדרישות המיוחדות של האטומים הללו. האטומים נשמרים בתאי ואקום, ולייזרים שונים משמשים לקירור וללכוד אותם, בעוד שלייזרים אחרים חוסמים מעברים לא רצויים או חוקרים את הרצוי המשמש בשעון. יש לייצב את כל הלייזרים הללו, עד תריסר בסך הכל, לתדרים מדויקים, ותחזוקתם דורשת השגחה מתמדת.
לבנות גרסה פחות מדויקת, אך חזקה וניידת יותר, של שעון אופטי, מנכ"ל וקטור אטומיק ומייסד שותף ג'מיל אבו-שייר היה צריך לנקוט בגישה אחרת. "במקום לתכנן את המערכת סביב האטום, תכננו את המערכת סביב הלייזרים", הוא אומר.
הלייזרים הקשים ביותר, שנבדקו בזמן, שקיימים, מסבירה אבו-שייר, הם אלה המשמשים בתקשורת ובעיבוד שבבי תעשייתי. הודות לשנים (או אפילו עשרות שנים) של מו"פ מסחרי, הם קומפקטיים ויציבים במיוחד, והוא וצוותו בחרו במין אטומי שמתאים להם: יוד מולקולרי. למולקולה זו יש מעברים נוחים ליד לייזר אינפרא אדום מוכפל בתדר הנפוץ בעיבוד שבבי. הצוות גם בחר במערך תאי אד פשוט שנמנע מקירור האטומים לטמפרטורות קפואות או כליאתם בוואקום גבוה במיוחד.
התוצאה הייתה שעון אופטי סוהר, שהצוות מכנה Evergreen, בנפח של 30 ליטר בלבד - בערך בגודל של נגן תקליטים. למרות שהדיוק בתזמון של אוורגרין רחוק ממצב האמנות המבוסס על מעבדה, הוא מדויק פי 100 משעוני מיקרוגל קיימים בגודל דומה. זה גם תואם את הביצועים של שעונים המבוססים על מימן מימן - מכשירים בגודל של מקררי כניסה שרגישים ביותר לרעש סביבתי.
ניסויים בים
בקיץ 2022, אב טיפוס של אוורגרין בילה שלושה שבועות על סיפון ספינה בים לצורך בדיקה. בזמן זה השעון פעל ללא כל התערבות. עם החזרה, הצוות בדק את ביצועי השעון ומצא שהוא לא ירד משמעותית, למרות המערבולת ותנודות הטמפרטורה על סיפונה. "כשזה קרה, חשבתי שכולם צריכים לעמוד ולצעוק מהגגות", אומר הופמן. "כלומר, אנשים עובדים על השעונים האופטיים האלה במשך עשרות שנים. וזו הייתה הפעם הראשונה ששעון אופטי רץ בעצמו ללא הפרעה אנושית, בחוץ בעולם האמיתי".
לפי אבו-שייר, הגודל והיציבות של אוורגרין סוללים את הדרך לאימוץ נרחב של שעונים כאלה בניווט, במיוחד כאשר אותות GPS חסומים או מזויפים; במרכזי נתונים ופרוטוקולי תקשורת; ולסנכרון אותות מגלאים מרוחקים למטרות מדעיות. נכון לעכשיו, ה-GPS מדויק עד כשלושה מטרים, אבל תזמון מדויק יותר בלוויינים יכול להוריד את זה לכמה סנטימטרים או פחות, ולאפשר לכלי רכב אוטונומיים להישאר בנתיבים שלהם או לרחפנים לנחות על מרפסת. היכולת לקצץ את הזמן לחתיכות קטנות יותר אמורה גם לאפשר תקשורת ברוחב פס גבוה יותר, מוסיפה Abo-Shaeer.
שעון סריג אופטי נייד מודד גובה
האם השעון המסוים הזה הוא זה שיפעיל את הדור הבא של GPS והעברת נתונים מהירה יותר נותר לראות. אבל ההתקדמות הטכנולוגית היא משמעותית בכל זאת, אומר אליזבת דונלי, ראש חטיבת הזמן והתדרים של המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה בארה"ב (NIST) בבולדר, קולורדו. "ישנם פוטנציאל להרבה סוגים אחרים של שעונים אופטיים שיכולים להגיע לשוק במהלך העשור הבא", אומר דונלי, שלא היה מעורב בעבודתו של Vector Atomic. "הלב של הדבר הזה הוא תא אדי יוד, אבל התשתית יכולה לשמש גם לסוגים אחרים של שעונים."
- הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
- PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
- PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
- מקור: https://physicsworld.com/a/portable-optical-atomic-clock-makes-its-commercial-debut/
- :יש ל
- :הוא
- :לֹא
- $ למעלה
- 10
- 100
- 2022
- 30
- 50
- 9
- a
- יכול
- אודות
- דיוק
- מוסיף
- אימוץ
- לקדם
- מתקדם
- לאחר
- סוכנות
- תעשיות
- להתיר
- מאפשר
- גם
- למרות
- an
- ו
- כל
- גישה
- ARE
- סביב
- אמנות
- AS
- At
- אטום
- אטומי
- אוטונומי
- כלי רכב אוטונומיים
- רוחב פס
- מבוסס
- קרב
- BE
- היה
- להיות
- הטוב ביותר
- בֵּין
- B
- מיליארדים
- לחסום
- חסום
- אריזה מקורית
- תיבות
- להביא
- לִבנוֹת
- אבל
- לִקְנוֹת
- by
- קליפורניה
- שיחה
- CAN
- תאים
- למרכז
- מנכ"ל
- בחר
- קליק
- שעון
- שעונים
- מייסד שותף
- קולורדו
- איך
- מגיע
- מסחרי
- בדרך כלל
- תקשורת
- קומפקטי
- השוואה
- מורכבות
- פשרה
- קבוע
- נוֹחַ
- קריר
- יכול
- כיום
- שהותקן
- darpa
- נתונים
- מרכזי נתונים
- יְוֹם
- הופעה ראשונה
- עָשׂוֹר
- עשרות שנים
- גופי בטחון
- הסוכנות למחקר מתקדם
- מוגדר
- מסירה
- עיצוב
- מעוצב
- תכנון
- רצוי
- למרות
- התקנים
- הבדל
- אחר
- לְהַצִיג
- חטיבה
- מטה
- תריסר
- מזל"ט
- בְּמַהֲלָך
- סביבתי
- במיוחד
- אֲפִילוּ
- ירוק עד
- כולם
- בדיוק
- קיום
- קיימים
- מסביר
- מאוד
- רחוק
- מהר יותר
- מעטים
- כספי
- מציאת
- ראשון
- firsttime
- בעד
- מצא
- ארבע
- תדר
- החל מ-
- במימון
- לְהַשִׂיג
- דור
- ענק
- זכוכית
- Go
- טוב
- GPS
- היה
- קומץ
- קרה
- שמח
- יש
- he
- ראש
- לֵב
- גבוה יותר
- שֶׁלוֹ
- HTTPS
- בן אנוש
- הידרוגנציה
- i
- תמונה
- in
- מדהים
- התעשייה
- מידע
- תשתית
- מכון
- התערבות
- התערבות
- אל תוך
- מעורב
- סוגיה
- IT
- שֶׁלָה
- jpg
- רק
- שמר
- מדינה
- לייזר
- לייזרים
- פחות
- לינקדין
- ארוך
- מגרש
- ראשי
- שמירה
- עושה
- מנהל
- שוק
- שוקי
- גפרורים
- max-width
- אומר
- משמעות
- אמצעים
- מולקולרי
- מולקולה
- יותר
- רוב
- הרבה
- לאומי
- ניווט
- ליד
- צורך
- הבא
- ניסט
- רעש
- of
- הַצָעָה
- on
- ONE
- רק
- לפתוח
- or
- אחר
- הַחוּצָה
- יותר
- שֶׁלוֹ
- מסוים
- לסלול
- אֲנָשִׁים
- עבור
- ביצועים
- צילום
- פיסיקה
- עולם הפיזיקה
- חתיכות
- אפלטון
- מודיעין אפלטון
- אפלטון נתונים
- שחקן
- נייד
- אפשרי
- פוטנציאל
- כּוֹחַ
- צורך
- דיוק
- תכנית
- פרויקטים
- פרוטוקולים
- אב טיפוס
- למטרות
- גם
- R & D
- חומר עיוני
- ממשי
- עולם אמיתי
- שיא
- להשאר
- שְׂרִידִים
- מרחוק
- דרישות
- דורש
- מחקר
- תוצאה
- לַחֲזוֹר
- תקין
- חָסוֹן
- בערך
- הפעלה
- s
- אותו
- לווינים
- אומר
- מדעי
- מדענים
- מסך
- SEA
- שְׁנִיָה
- לראות
- רגיש
- התקנה
- ספינה
- צריך
- אותות
- משמעותי
- באופן משמעותי
- פָּשׁוּט
- מידה
- קטן יותר
- So
- בקרוב
- בילה
- יציבות
- יציב
- תקנים
- מעמד
- Start-up
- מדינה
- להשאר
- כזה
- קיץ
- פיקוח עליון
- נדנדה
- מערכת
- מערכות
- לקחת
- נבחרת
- טכנולוגי
- טכנולוגיה
- התקשורת
- עשר
- עשרות
- נבדק
- בדיקות
- מֵאֲשֶׁר
- תודה
- זֶה
- השמיים
- שֶׁלָהֶם
- אותם
- אלה
- הֵם
- דבר
- זֶה
- אלה
- אם כי?
- מחשבה
- שְׁלוֹשָׁה
- תמונה ממוזערת
- Tick
- זמן
- פִּי
- תזמון
- ל
- סה"כ
- להעביר
- מַעֲבָר
- מעברים
- טריליונים
- נָכוֹן
- מְעַרבּוֹלֶת
- סוהר
- סוגים
- בדרך כלל
- לְחַזֵק
- על
- us
- להשתמש
- מְשׁוּמָשׁ
- בְּדֶרֶך כְּלַל
- חלל
- כלי רכב
- גרסה
- גירסאות
- מאוד
- כֶּרֶך
- היה
- דֶרֶך..
- we
- שבועות
- טוֹב
- מתי
- אשר
- בזמן
- מי
- נָפוֹץ
- יצטרך
- עם
- בתוך
- לְלֹא
- תיק עבודות
- עבד
- עובד
- עוֹלָם
- של העולם
- שנים
- אתה
- זפירנט