NIST-F2 - Википедия - NIST-F2

Физики NIST Стив Джеффертс (на переднем плане) и Том Хевнер с атомными часами с цезиевым фонтаном NIST-F2, гражданским стандартом времени для Соединенных Штатов.

NIST-F2 это цезиевый фонтан атомные часы это вместе с NIST-F1, служит Соединенные Штаты ' начальный время и стандарт частоты.[1] NIST-F2 был введен в эксплуатацию 3 апреля 2014 года.[1][2]

Точность

NIST-F1, атомные часы с цезиевым фонтаном, используемые с 1999 года, имеют дробную погрешность (δж / ж) менее 5×10−16.

Планируемая производительность NIST-F2 составляет δж / ж < 1×10−16.[3] На этом запланированном уровне производительности часы NIST-F2 не потеряют ни секунды как минимум через 300 миллионов лет.[4]

Оценка точности

Оценка точности (тыB) отчеты различных первичных стандартов частоты и времени опубликовано в Интернете посредством Международное бюро мер и весов (BIPM). Первая внутренняя оценка точности NIST-F2 показала, что тыB из 1.1 × 10−16.[5] В марте 2014 г. и марте 2015 г. цезиевые фонтанные часы NIST-F2 сообщили о тыB из 1.5 × 10−16 в отчетах МБМВ об оценке первичных стандартов частоты.

Однако оценка неопределенности сдвига частоты NIST-F2 из-за фазы распределенного резонатора,[2] который в настоящее время ограничивает многие другие точные часы с атомным фонтаном, имел недостаток, затрудняющий определение точности до тех пор, пока эта ошибка не будет повторно оценена.[6] Кроме того, самая большая систематическая ошибка NIST-F2 - это сдвиг частоты, зависящий от амплитуды микроволнового излучения,[2] который включает частотные сдвиги из-за микроволнового линзирования атомных волновых пакетов под действием микроволновых дипольных сил на атомы[7] и утечка микроволн. Независимый статистический анализ[8] измерений NIST[2] показали, что эта неопределенность слишком мала и ее следует увеличивать с 0.8 × 10−16 по крайней мере 1.5 × 10−16.[6] В результате указанная неопределенность NIST-F2 увеличится примерно до 1.7 × 10−16, если переоценка неопределенности из-за фазы распределенного резонатора показывает, что она мала. В отчете МБМВ за март 2015 г. не было отражено опубликованной критики, ни последующих отчетов МБМВ, ни обновленной оценки точности не публиковалось. Последний раз NIST-F1 был подан в BIPM TAI в феврале 2016 г.[9].

По запросу итальянской организации по стандартизации NIST изготовил множество дублирующих компонентов для второй версии NIST-F2, известной как IT-CsF2, которая будет эксплуатироваться Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM), аналог NIST в Турин, Италия.[1] С февраля 2016 года часы с цезиевым фонтаном IT-CsF2 начали показывать тыB из 1.7 × 10−16 в отчетах МБМВ об оценке первичных стандартов частоты.[10][11]

Рекомендации

  1. ^ а б c NIST запускает новый стандарт времени США: атомные часы NIST-F2
  2. ^ а б c d Первая оценка точности NIST-F2, Т. П. Хевнер, С. Р. Джеффертс, Дж. Х. Ширли, Т. Э. Паркер, Э. А. Донли, Н. Эшби, С. Барлоу, Ф. Леви и Г. Костанцо, май 2014 г.
  3. ^ Джеффертс, Стивен Р .; Heavner, Thomas P .; Паркер, Томас Э .; Ширли, Джон Х. (сентябрь 2007 г.). Цезиевые фонтаны NIST - текущее состояние и перспективы на будущее (PDF). Международная школа и конференция по оптике и оптическим материалам, ISCOM07. Acta Physica Polonica A. 112 (5). Белград, Сербия. С. 759–767. Дои:10.1117/12.734965. Также доступны непосредственно в NIST.
  4. ^ «Время обновляется». Новый ученый. 12 апреля 2014. с. 7.
  5. ^ Хевнер Т.П., Донли Э.А., Леви Ф., Костанцо Дж., Паркер Т.Е., Ширли Дж. Х., Эшби Н., Барлоу С. и Джеффертс С.Р., «Первая оценка точности NIST-F2», 2014 Metrologia 51, 174–182, май 2014 г.
  6. ^ а б Комментарий к «Первой оценке точности NIST-F2», Курт Гиббл, Metrologia 52, 163, январь 2015
  7. ^ Повышенная точность первичного эталона частоты NPL-CsF2: оценка распределенных фазовых сдвигов резонатора и частотного сдвига микроволнового линзирования, Руоксин Ли, Курт Гиббл и Кшиштоф Шиманец, август 2011 г.
  8. ^ Гиббл, Курт (18.06.2015). "Ответить на Комментарий к "Рамсеевской спектроскопии, интерферометрии материальных волн и сдвигу частоты микроволнового линзирования" ". Физический обзор A. 91 (6): 067602. Bibcode:2015PhRvA..91f7602G. Дои:10.1103 / PhysRevA.91.067602.
  9. ^ «МБМВ - FTP-сервер отдела времени». www.bipm.org. Получено 2019-03-22.
  10. ^ Февраль 2016 Оценка TAI IT-CsF2
  11. ^ Июнь 2018 Оценка TAI IT-CsF2

внешняя ссылка