Verdens mest præcise ur indstillet til kommerciel nedtælling

Verdens mest præcise ur er blevet finjusteret for at booste radar- og GPS-kapacitet.

Den kryogene safiroscillator, eller safir ur, er blevet forbedret af forskere fra University of Adelaide i Sydaustralien for at opnå næsten attosekundskapacitet.

Oscillatoren er 10-1000 gange mere stabil end konkurrerende teknologi og giver brugerne mulighed for at tage ultra-høj præcisionsmålinger for at forbedre ydeevnen af ​​elektroniske systemer.

Øget tidspræcision er en integreret del af radarteknologi og kvanteberegning, som tidligere har været afhængige af stabiliteten af ​​kvartsoscillatorer samt atomure som Hydrogen Maser.

Atomure er guldstandarden for tidsregistrering for langsigtet stabilitet over måneder og år. Imidlertid, elektroniske systemer har brug for kortsigtet stabilitet over et sekund for at kontrollere nutidens enheder.

Det nye Sapphire Clock har en korttidsstabilitet på bedre end 1x10 ^-15 , hvilket svarer til kun at tabe eller vinde et sekund hver 40 millioner år, 100 gange bedre end kommercielle atomure over et sekund.

Det originale Sapphire Clock blev udviklet af professor Andre Luiten i 1989 i Western Australia, før holdet flyttede til South Australia for at fortsætte med at udvikle enheden ved University of Adelaide.

Ledende forsker Martin O'Connor sagde, at udviklingsgruppen var i gang med at modificere enheden for at imødekomme behovene i forskellige industrier, herunder forsvar, kvantecomputere og radioastronomi.

Uret på 100 cm x 40 cm x 40 cm bruger den naturlige resonansfrekvens af en syntetisk safirkrystal til at opretholde et stabilt oscillatorsignal.

Lektor O'Connor sagde, at maskinen kunne reduceres til 60 procent af sin størrelse uden at miste meget af sin kapacitet.

"Vores teknologi er så langt foran spillet, det er nu tid til at overføre det til et kommercielt produkt, " han sagde.

"Vi kan nu skræddersy oscillatoren til vores kunders anvendelse ved at reducere dens størrelse, vægt og strømforbrug, men det er stadig ud over de nuværende elektroniske systemer."

Safir uret, også kendt som en mikrobølgeoscillator, har en 5 cm cylinderformet krystal, der afkøles til -269C.

Mikrobølgestråling forplanter sig konstant rundt i krystallen med en naturlig resonans. Konceptet blev først opdaget af Lord Rayleigh i 1878, da han kunne høre nogen hviske langt væk på den anden side af kirkekuplen ved St. Paul's Cathedral.

Uret bruger derefter små prober til at opfange den svage resonans og forstærker den tilbage for at producere en ren frekvens med næsten attosekundes ydeevne.

"Et atomur bruger en elektronisk overgang mellem to energiniveauer af et atom som en frekvensstandard, " sagde lektor O'Connor.

"Atomuret er det, der almindeligvis bruges i GPS-satellitter og i andre kvantecomputere og astronomiapplikationer, men vores ur er indstillet til at forstyrre disse nuværende applikationer."

Den laboratoriebaserede version har allerede en eksisterende kunde i Defense Science and Technology Group (DST Group) i Adelaide, men lektor O'Connor sagde, at forskningsgruppen også ledte efter flere kunder og var i diskussion med en række forskellige industrigrupper.

Forskergruppen deltager i Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation's (CSIRO's) On Prime pre-accelerator-program, som hjælper teams med at identificere kundesegmenter og opbygge forretningsplaner.

Kommercielle versioner af Sapphire Clock vil blive gjort tilgængelige i 2017.