其中的现代世界的奇迹,我们倾向于认为理所当然是GPS。由于全球定位系统及其精确定位的卫星网络,地球表面上的任何人都可以将自己定位在几英尺内。这是一个方便导航员甚至一百年前会杀死的中国机械网okmao.com。
GPS仍然不完美。有时我们在通过隧道时会丢失GPS信号,有时信号不会像应有的那样准确。即使是现代奇迹,GPS仍然是一个令人头疼的问题。然而,一项新发明可能能够通过将GPS卫星上使用的原子钟缩小到便携式尺寸来解决这个问题。
GPS的工作原理是因为卫星星座的每个成员都内置了一系列令人难以置信的精确时钟。这些原子钟非常精确,每100亿年就会损失不到一秒钟。这种精确度至关重要,因为GPS系统在计算您的位置时必须考虑爱因斯坦相对论的时间效应。如果机载时钟甚至只有几分之一秒,它可能会错误计算你的位置数十或数百英尺。
当您的汽车或手机中的GPS设备失去与GPS卫星的连接时,它也会失去与那些超精确时钟的连接。结果是我们变得不受束缚和迷失。为了解决这个问题,英国苏塞克斯大学的一组科学家已经开发出一种方法,可以将原子钟缩小到真正可移动的程度。
这一突破取决于原子钟运行的核心方式。原子钟通过参考特定原子发出的光的频率来保持时间。测量该频率的实际设备称为“梳子”,它通常是现代原子钟中最大的组件之一。苏塞克斯研究人员开发出一种通过将其与微型芯片集成来大幅减小梳子尺寸的方法。
结果是一个微小的计时芯片,其功耗远低于标准原子钟。在小型原子钟开始进入日常生活之前还有很长的路要走,但这是一个重要的里程碑,表明这些时钟正在酝酿之中。