Ученые Главного метрологического центра Государственной службы времени и частоты подведомственного Росстандарту ФГУП «ВНИИФТРИ» на Европейском форуме по времени и частоте (EFTF) представили новейшие российские разработки в области совершенствования транспортируемых оптических стандартов частоты (ОСЧ) — нового поколения атомных часов, важную роль в которой играют применяемые методы управления состояниями атомов различных элементов. На их основе в будущем будут функционировать современные системы навигации, спутниковой связи, телекоммуникаций, а также беспилотного транспорта.

Создание транспортируемого стандарта частоты осуществляется путем уменьшения габаритов ОСЧ без потери характеристик точности — передовому на сегодняшний момент направлению, над которым работают лучшие научно-исследовательские лаборатории в мире.

«На данный момент в институте уже готовы отдельные макеты составных частей будущего стандарта, идут теоретические и экспериментальные исследования. Разработан ряд способов существенно уменьшить габариты оптических часов на ультрахолодных атомах иттербия, при этом сохранив показатель точности частоты на уровне нескольких единиц 10−17. Это сегодня наивысший в мире показатель точности для транспортируемого оптического стандарта частоты», — пояснил начальник Отдела мобильных оптических стандартов частоты Денис Сутырин.

Характеристики разрабатываемого во ВНИИФТРИ транспортируемого ОСЧ позволят в будущем создать новое поколение данных устройств, которые могут быть установлены на борт космического аппарата. Они обеспечат сверхточную синхронизацию времени с наземными эталонами, что будет способствовать дальнейшему развитию многих областей науки и техники: глобальных навигационных систем, геодезии, гравитационно-волновой астрономии, а также для дальнейших исследований в прикладной и фундаментальной физике.

На сегодняшний день во ВНИИФТРИ созданы и функционируют в составе Государственной службы времени два оптических стандарта частоты на холодных атомах стронция, погрешность хода которых составляет одну секунду в несколько миллиардов лет. По сравнению с другими стандартами частоты такой стандарт имеет наивысшую точность.

Такое сверхточное средство измерений находит широкое применение в глобальной навигации, телекоммуникационных и информационных технологиях, требующих точной синхронизации процессов, способно обеспечить работу высокоскоростного транспорта, а также может использоваться для проверки фундаментальных физических теорий.