¿Es posible comprar un reloj atómico real?

Si tiene $ 1500 de sobra para hacer un agujero en su bolsillo, tal vez le gustaría gastarlo en un reloj atómico ultra preciso y ultra pequeño, ahora disponible para su compra en Symmetricom Inc. Draper Laboratory y Sandia National Laboratories.

El Reloj Atómico de Escala de Chip (CSAC), desarrollado originalmente para DARPA, es 100 veces más pequeño que sus predecesores y también usa 100 veces menos energía. Requiere solo 100 milivatios de potencia, mide aproximadamente 1.5 pulgadas por lado y tiene menos de media pulgada de profundidad.

El reloj mide el paso del tiempo en millonésimas de segundo contando la frecuencia de las ondas electromagnéticas. Estas ondas son emitidas por átomos de cesio que se almacenan en un recipiente pequeño, no más grande que un grano de arroz, cuando son disparadas por un láser emisor de superficie de cavidad vertical (VCSEL). Reemplazar la lámpara de vapor atómico a base de rubidio utilizada anteriormente con el VCSEL es lo que reduce el consumo de energía del reloj.

Un reloj CSAC continúa funcionando cuando las señales de GPS están bloqueadas, lo que lo hace increíblemente útil en el subsuelo o bajo el agua. También podría resultar útil cuando los expertos bloquean las señales telefónicas para que no detonen dispositivos explosivos con interferencia electromagnética, ya que el CSAC continuaría funcionando.

Después de 10 años de desarrollo, CSAC salió al mercado en enero. Los proyectos de DARPA rara vez se comercializan, por lo que esta página de productos, disponible para que cualquiera pueda leerla en la web (y comprarla para sus exploraciones en aguas profundas), es un gran problema.

Estos han aparecido en Ebay (Efratom, en su mayoría) y hay unidades basadas en Rb a precios comparables de otras fuentes. Creo que en realidad los hacen a granel, luego las “mejores” lámparas más estables se usan para nuevos módulos y los segundos se usan para “grado de consumo”. Incluso las viejas lámparas muertas valen algo, ya que a menudo se utilizan como fuentes de espectrómetro debido a los bajos requisitos de energía.

Una lámpara Rb es esencialmente un pequeño tubo de cátodo caliente similar a una bombilla de neón pero mucho más preciso. El gas de relleno es típicamente argón (Ar) y en su interior hay una pieza de teflón en la que está montada la “celda” física que contiene un tubo capilar y otros componentes de precisión, como el termistor calibrado, el diodo y los fotodiodos.

El fallo de cualquiera de estas partes puede hacer que no se bloquee en absoluto, sin embargo, la lámpara generalmente dura décadas más allá de la EOL “oficial”.

Por cierto, los mismos módulos se utilizan en el GPS, GLONASS y Galileo con un par de masers de hidrógeno como estándar principal contra el cual se calibran los módulos Rb / Cs.

Los últimos módulos tienen aproximadamente el mismo factor de forma que una batería PP3 y usan C debido a los requisitos de energía más bajos y la disminución sustancial de tamaño gracias al láser VCSEL y otras innovaciones modernas con solo una pequeña disminución en la precisión.

Curiosamente, es posible con mucho esfuerzo hacer un reloj atómico primitivo con un iniciador de tubo fluorescente. Realmente estoy tratando de hacer esto en este momento y, aunque la precisión no es mucho mejor que un OCXO, se puede calibrar contra un módulo más costoso para aplicaciones portátiles.

El relleno H2 / Ar si está restringido dentro del pequeño espacio entre la tira bimetálica es una versión muy pequeña de lo que se encuentra en un maser H2 y puede detectarse usando un SDR entre 1.40 y 1.44GHz (1,420,405,751.786) aunque sin el recubrimiento de teflón y cavidades resonantes la pequeña caída en la absorción de luz en la resonancia es apenas detectable incluso con un excelente blindaje.

#incluye “YMMV.h”

Sí, fácilmente, aunque los precios pueden resultar desalentadores.

Básicamente, existen 3 tipos de “relojes atómicos” disponibles en el mercado: los más baratos y menos precisos (relativamente) se basan en una transición hiperfina específica del rubidio; hay muchos proveedores, pero este es un ejemplo razonable:

PRS10 – Estándar de frecuencia de rubidio

El siguiente paso en la precisión son los relojes de cesio, que generalmente usan un enfoque de haz en lugar del método de celda de vapor utilizado por los basados ​​en Rb, y son más precisos, más estables y mucho más caros.

5071A – Estándar de frecuencia primaria de cesio

Finalmente, tiene másers de hidrógeno: estos tienen una estabilidad de frecuencia aún mejor que un reloj Cs, pero son más grandes, más pesados, requieren más potencia y son aún más caros.

MHM 2010 Active Hydrogen Maser

También hay una serie de relojes atómicos experimentales, generalmente construidos por los laboratorios de normas nacionales de varios países. Estos tienden a ser únicos y, por lo tanto, no están disponibles comercialmente, aunque normalmente todos los datos técnicos lo son, si realmente desea construir los suyos.

No lo necesito Tengo un reloj de cuarzo que se sincroniza con un reloj atómico en el norte de Inglaterra (de hecho, la referencia de tiempo fundamental del Reino Unido) por señal de radio todos los días a las 2 am. No es tan preciso como el reloj atómico (hay un minuto de retraso desde la transmisión hasta la recepción), pero la resolución del reloj es de solo 1 segundo, y está dentro de eso. Significa que nunca, nunca necesito ajustar mi reloj para que sea correcto al segundo.

https://share.sandia.gov/news/re

Alrededor de $ 1500

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