Ученые повысили стабильность микроволновых сигналов в 100 раз. Работа исследователей из Национального института стандартов и технологий США (NIST) опубликована в журнале Science.
В ходе своей работы ученые использовали самые современные иттербиевые атомные часы, усовершенствованные детекторы света и измерительный инструмент, называемый частотным гребнем, служащий в качестве зубчатых колес для точного преобразования высокочастотных оптических импульсов в низкочастотные микроволновые сигналы.
Усовершенствованные фотодиоды преобразовывали световые импульсы в электрические токи, которые, в свою очередь, генерировали микроволновый сигнал с частотой 10 ГГц. Сигнал точно отслеживался тиканьем атомных часов, а погрешность составляла одну часть в квинтиллионе.
Этот уровень производительности соответствует оптическим часам и в 100 раз стабильнее, чем у лучших микроволновых источников. Оптические волны имеют более короткие и быстрые циклы, чем микроволны, поэтому они имеют разные формы. Преобразуя стабильные оптические волны в микроволны, ученые отслеживали фазу — точную синхронизацию волн, чтобы убедиться, что они идентичны и не смещены относительно друг друга.
Ультраустойчивые электронные сигналы могут иметь широкое применение, включая калибровку электронных часов, работающих на колеблющихся кристаллах кварца. Кроме того, сверхстабильные сигналы могут сделать системы беспроводной связи более надежными.
Кроме того, это позволит переопределить международный стандарт времени, секунду СИ, формула расчета которой основана на микроволновых частотах, поглощаемых атомами цезия в обычных часах. Ожидается, что в ближайшие годы международное научное сообщество выберет новый стандарт времени, основанный на оптических частотах, которые поглощают атомы иттербия.
Ранее ученые создали эффективную систему передачи энергии на расстоянии. Она позволяет заряжать электронные устройства вне зависимости от расстояния между устройством и его источником питания.
Читайте также:
— ИИ впервые смог обмануть капчу Microsoft
— В Гонконге создан бионический глаз с чувствительностью лучше, чем у человека
— Даже слабый ветер делает социальное дистанцирование бесполезным