NIST-F1 - NIST-F1

NIST-F1, zdroj oficiálního času Spojených států

NIST-F1 je cesiové fontánové hodiny, typ atomové hodiny, v Národní institut pro standardy a technologie (NIST) v Balvan, Colorado, a slouží jako primární ve Spojených státech čas a frekvenční standard. Testování a budování hodin trvalo méně než čtyři roky a byly vyvinuty Stevem Jeffertsem a Dawn Meekhofem z časoprostorové divize Laboratoře fyzikálních měření NIST.[1]

Hodiny vyměněny NIST-7, atomové hodiny s cesiovým paprskem používané od roku 1993 do roku 1999. NIST-F1 je desetkrát přesnější než NIST-7. Následoval nový standard, NIST-F2, oznámeno v dubnu 2014. Norma NIST-F2 si klade za cíl být zhruba třikrát přesnější než norma NIST-F1 a plánuje se provozovat ji současně s hodinami NIST-F1.[2] Poslední příspěvek NIST-F1 k BIPM TAI byl v březnu 2016[3].

Měření frekvence

Přístroj se skládá z optická melasa vyrobeno z proti-šířících se laserů, které chladí a zadržují plyn atomů cesia. Jakmile jsou atomy uvězněny, jsou poháněny nahoru dvěma vertikálními lasery uvnitř mikrovlnné komory. V závislosti na přesné frekvenci mikrovln by atomy cesia dosáhly excitovaného stavu. Po průchodu laserovým paprskem atomy budou fluoreskují (emitují fotony). K definování sekundy se použije mikrovlnná frekvence, která produkuje maximální fluorescenci.[1]

Podobné atomové fontánové hodiny se srovnatelnou přesností provozují jiné časové a frekvenční laboratoře, například Pařížská observatoř, Národní fyzická laboratoř (NPL) ve Spojeném království a Physikalisch-Technische Bundesanstalt v Německu.[1]

Přesnost

Od roku 2013 byla nejistota hodin asi 3,1 × 10−16. Očekává se, že za více než 100 milionů let nezíská ani neztratí ani sekundu.[1]

Vyhodnocená přesnost

Vyhodnocená přesnost uB zprávy různých primárních frekvenčních a časových standardů jsou publikováno online podle Mezinárodní úřad pro míry a váhy (BIPM).
V květnu 2013 hlásily cesiové fontánové hodiny NIST-F1 a uB z 3.1 × 10−16. Tato zpráva BIPM a další nedávné zprávy však vycházejí z hodnocení, které se datuje do roku 2005.[4] Používal model vyvinutý společností NIST [5] vyhodnotit Dopplerovy frekvenční posuny, známé jako fáze distribuované dutiny, které se ukázaly jako nesprávné.[6] Nedávné vyhodnocení NIST-F2 nepoužilo model NIST fáze distribuované dutiny použitý pro NIST-F1 a zatímco NIST-F2 místo toho použil přístup více sladěný s jinými standardy, ukázalo se, že hodnocení fáze distribuované dutiny má další nedostatky .[7]

Reference

  1. ^ A b C d „Atomové hodiny s cesiovou fontánou NIST-F1: Primární standard času a frekvence pro USA“. NIST. 26. srpna 2009. Citováno 2. května 2011.
  2. ^ Ost, Laura (3. dubna 2014). „NIST uvádí nový americký časový standard: atomové hodiny NIST-F2“. Citováno 2. ledna 2015.
  3. ^ „BIPM - FTP server Time Department“. www.bipm.org. Citováno 2019-04-18.
  4. ^ T.P. Heavner, S.R. Jefferts, E.A. Donley, J.H. Shirley a T.E. Parker, „NIST-F1: Nedávná vylepšení a hodnocení přesnosti“, Metologia, sv. 42, str. 411-422, 2005
  5. ^ S.R. Jefferts, J.H. Shirley, N. Ashby, E.A. Burt a G.J. Dick, „Závislost výkonu na fázově indukovaných frekvenčních odchylkách distribuovaných dutin ve standardech frekvence atomové fontány,“ IEEE Trans. o ultrazvuku, feroelektrice a řízení frekvence, sv. 52, str. 2314-2321, 2004.
  6. ^ „Komentář k‚ Přesnému standardu frekvence atomů fontán rubidia ', “Ruoxin Li a Kurt Gibble, Metrologia 48, 446-447 (2011).
  7. ^ Komentář k 'Prvnímu vyhodnocení přesnosti NIST-F2,' Kurt Gibble, Metrologia 52, 163, leden 2015

externí odkazy