广告

小人物

了解美国国家标准与技术研究院 (NIST) 的原子钟技术如何以其微小的尺寸和惊人的精度彻底改变计时。

作者:Alex Stone
Google NewsGoogle News Preferred Source

新闻简报

注册我们的电子邮件新闻简报,获取最新的科学新闻

注册

由 NIST 提供

广告

NIST 研制的米粒大小的原子钟的核心是一个微小的铯气腔,它是通过将薄层玻璃键合到

一个多孔硅晶圆上制造而成。

位于科罗拉多州博尔德的国家标准与技术研究院 (NIST) 的物理学家们制造出一种原子钟——最精确的计时工具——其尺寸小到可以放进铅笔尖上。这种微型计时器通过追踪气化铯原子的微小振动来计时,其工作原理与体积更大的前代产品大致相同,但其尺寸仅为后者的 1/100。即便如此,它的精度也达到了 300 年误差不超过 1 秒。NIST 的研究人员设想,这种小型化设备最终可以取代当今便携式电子设备中普遍存在的精度远低于它的石英振荡器。

与需要超低温和大量电力的传统大型原子钟不同,这种新型计时器可以在室温下工作,并且仅用一节 AA 电池即可运行一整天。它还具有大规模制造的潜力,这可以大大降低其成本。NIST 项目负责人约翰·基钦 (John Kitching) 表示,缩小尺寸的关键在于结合了许多微制造技术,包括一种新颖的铯原子捕获方法,该方法是在微小的玻璃电池中进行的,这项技术是由他的合作者斯文雅·克纳佩 (Svenja Knappe) 和李-安·刘 (Li-Anne Liew)(同样来自 NIST)开发的。基钦设想他的微型钟最终将被应用于防干扰的军事通信、更可靠的手机或高精度汽车导航系统。“时间无处不在,”基钦说。“我们将会看到涌现出我们甚至从未梦想过的应用。”

保持好奇

加入我们的列表

订阅我们的每周科学更新

查看我们的 隐私政策

订阅杂志

订阅可享封面价高达六折优惠 《发现》杂志。

订阅
广告

1篇免费文章