Ученые, создавшие атомные часы размером с кубик сахара, считают, что благодаря достижениям в области минимизации потребляемой мощности устройство может найти применение в сотовых телефонах или других аппаратах.

Выступая на Международной конференции по твердотельным микросхемам в Сан-Франциско, профессор Мичиганского университета Кларк Нгуен рассказал об атомных часах, погрешность хода которых составляет всего миллисекунду в сутки, или секунду за 274 года. Это не такая высокая точность, как у атомных часов NIST-F1, которые теряют секунду примерно за 30 млн лет, зато F1 занимает около 3,7 кв. м площади и потребляет 500 Вт.

Между тем экспериментальные атомные часы, разработанные в кооперации с Управлением перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ США (DARPA) и Национальным институтом стандартов и технологии, упакованы в одном кубическом сантиметре и потребляют около 75 мВт, так что могут питаться от обычных батарей. Дальнейшая цель — еще больше повысить точность и уменьшить потребляемую мощность до 30 мВт, сказал Нгуен.

Миниатюрные, энергетически эффективные атомные часы помогут повысить производительность многих устройств, так как позволят лучше координировать сигналы. Например, сотовый телефон сможет гораздо быстрее принимать нужные или блокировать нежелательные сигналы. А система глобального позиционирования сегодня тратит минуты на то, чтобы принять сигналы, необходимые для точного определения местонахождения.

Точное измерение времени позволяет уменьшить погрешность при измерении расстояний. А чем меньше времени расходуется на прием сигнала от спутника, тем меньше разряжается батарея. «С атомными часами для этого достаточно одной секунды», — сказал Нгуен. Энергетическая эффективность отчасти стала побочным продуктом миниатюризации. Часы хранят время, наблюдая за атомами цезия, которые переходят из одного энергетического состояния в другое с регулярностью метронома. При этом пары цезия должны быть нагреты до 80ºС.

Когда длина паровой камеры составляет 2 см, для достижения этой температуры требуется 15 минут и 15 Вт мощности. А чтобы разогреть до 80ºС паровую камеру экспериментальных часов объемом 0,6 кв. мм, достаточно трех с небольшим секунд и нескольких милливатт. К тому же в камере содержится буферный газ, минимизирующий потери энергии от столкновений атомов цезия со стенками камеры.

Майкл Канеллос (Michael Kanellos), CNET News.com

9 февраля, 2005, 15:07

ZDNET Россия