下一个光学原子钟芯片比咖啡豆还小

我们大多数人相信时间是自然存在的。然而，对于科学和技术中的一些应用，毫秒精度可以创造一个不同的世界。这种精度需要原子钟，国家标准和技术研究所(NIST)开发了一种比咖啡豆还小的光学原子钟芯片。

原子钟使用原子在特定条件下发出的信号作为一秒钟的基础。今天，大多数原子钟使用铯原子的自然振动来测量微波频率，这是目前国际上对秒的定义的基础。然而，使用振荡器的微波频率通常需要初始校准，并且随着时间的推移会产生不一致的频率，从而导致定时误差。相比之下，光学原子钟可以在更高的频率下工作，将时间分成更小的单位，从而提高时钟的“品质因数”。然而，目前，光学原子钟通常又大又复杂。

国家标准和技术研究所(NIST)正在开发一种更小的解决方案，利用芯片上的蒸汽电池来测量铷而不是铯的活性。铷原子目前正在作为未来频率标准的潜在替代品进行研究。NIST的光学原子钟只需要大约275毫瓦的空间和功率。该研究所预测，这种新芯片可以制造出和手持设备一样大的时钟。这可能使它非常适合在学校和大学之外使用。它也可能是导航系统上的计时装置，甚至是卫星上的备用时钟。卫星上的原子钟几乎无法维护，而且功耗要求也非常严格。