Ett nytt sätt att bygga atomklockor kan göra GPS ännu bättre
en av de underverk i den moderna världen som vi tenderar att ta för givet är GPS. Tack vare det globala positioneringssystemet och dess nätverk av exakt placerade satelliter kan vem som helst på jordens yta hitta sig inom några meter. Det är en bekvämlighet som navigatörer för hundra år sedan skulle ha dödat för.
fortfarande är GPS inte perfekt. Ibland förlorar vi GPS-signalen när vi reser genom tunnlar, och ibland är signalen inte så exakt som den borde vara. Även för ett modernt underverk kan GPS fortfarande vara huvudvärk att hantera. En ny uppfinning kan dock kunna fixa det genom att krympa ner atomklockorna som används på GPS-satelliterna till en bärbar storlek.
GPS fungerar på grund av en serie otroligt exakta klockor inbyggda i varje medlem av satellitkonstellationen. Dessa atomklockor är så exakta att de förlorar mindre än en sekund var tionde miljard år. Den precisionsnivån är avgörande eftersom GPS-system måste ta hänsyn till tidseffekter från Einsteins relativitetsteori när du beräknar din position. Om klockan ombord är till och med en bråkdel av en sekund, kan det felberäkna din position med dussintals eller hundratals fot.
när GPS-enheten i din bil eller telefon förlorar anslutningen med GPS-satelliterna över huvudet, förlorar den också anslutningen med de hyperexakta klockorna. Resultatet är att vi blir obundna och förlorade. För att åtgärda detta problem har en grupp forskare vid University of Sussex i England utvecklat ett sätt att krympa atomklockor ner till den punkt där de verkligen kan bli bärbara.
genombrottet vilar på det centrala sättet som atomklockor fungerar. Atomklockor håller tiden genom att hänvisa till frekvensen av ljus som emitteras av en specifik atom. Den faktiska enheten som mäter den frekvensen kallas ’kammen’ och det är vanligtvis en av de största komponenterna i en modern atomur. Sussex-forskarna har utvecklat ett sätt att dramatiskt minska kammens storlek genom att integrera den med ett litet chip.
resultatet är ett litet tidtagningschip som använder betydligt mindre ström än en vanlig atomur. Det finns fortfarande en lång väg att gå innan små atomklockor börjar ta sig in i det dagliga livet, men det här är en viktig milstolpe som visar att dessa klockor är på väg.