Российские ученые создают сверхточные часы
Ученые из МГТУ и Физического института РАН разрабатывают сверхточные лазерные часы. Предполагается, что они найдут применение в современных радиотехнических системах (ГЛОНАСС, оборудование связи и радиолокации и др.). Новый прибор будет определять время в 10 раз точнее существующих эталонных измерителей — это позволит, в частности, повысить качество геолокации.
Специалисты МГТУ имени Баумана и Физического института имени Лебедева РАН (ФИАН) создали высокостабильный генератор импульсов для использования в сверхточных часах. В основе разработки — оптический лазер.
— По габаритам и надежности работы создаваемый генератор не уступает зарубежным аналогам, — рассказал «Известиям» автор разработки, завлабораторией стандартов частоты ФИАН Михаил Губин.
Сейчас ученые проводят эксперименты с созданным прибором в Главном метрологическом центре Государственной службы времени и частоты. Испытания показали, что новый прибор позволит определять время значительно точнее, чем цезиевые и рубидиевые часы, которые применяются сейчас для эталонного его измерения. У последних погрешность составляет около 10–14 с (за 3 млн лет, если бы прибору удалось проработать так долго, он ошибется не более чем на одну секунду). Разработка российских ученых позволит измерять время на порядок точнее — до 10–15 с. Есть у новой технологии и другие преимущества:
— Применяемые сегодня рубидиевые и цезиевые часы достигают номинальной точности очень долго, иногда для достижения эталонного показателя требуется порядка месяца. Часы на основе нашего генератора будут выходить на рабочий режим в десять раз быстрее, — рассказал «Известиям» начальник лаборатории стабилизированных лазерных систем НОЦ «Фотоника и ИК-техника» МГТУ им. Н.Э. Баумана Владимир Лазарев.
Одна из возможностей, которые сулит столь значительное повышение точности измерения времени, — это улучшение качества геолокации. По словам независимого эксперта в области навигационно-информационных технологий Андрея Лысенко, сейчас аппараты орбитальной группировки ГЛОНАСС отсчитывают и синхронизируют между собой время, используя бортовой эталон-измеритель. Он фиксирует строго периодические колебания атомов цезия и рубидия под действием СВЧ-поля. Но скорость этих вибраций ограничена рамками СВЧ-диапазона и недостаточна для наносекундного уровня контроля. При этом погрешность по шкале времени в одну наносекунду приводит к ошибке в геолокации на 30 см.
— Здесь и может найти применение лазер, на световое излучение которого атомы реагируют в сотни тысяч раз быстрее. В перспективе часы с улучшенной «разрешающей способностью» позволят кардинально повысить точность навигационного сигнала, — уверен эксперт.
Результаты работы российских ученых опубликованы в журнале Quantum Electronics.
Проект рассчитан на три года и реализуется при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Финансирование проекта суммарно составит около 18 млн рублей.
