Атомные часы в формировании международной шкалы времени
Росстандарт ведет перспективную разработку нового поколения атомных часов, на основе которых функционируют все современные системы навигации, спутниковой связи, телекоммуникаций, а также службы точного времени.
Сегодня международная шкала времени формируется на основе данных более 80 лабораторий и эталонов по всему миру. На их основе Международное бюро мер и весов (МБМВ) рассчитывает Международную шкалу времени (UTC). При этом при определении вклада каждой лаборатории учитывается как точность расчетов, так и достоверность предоставляемых данных. С 2022 года, согласно циркулярам МБМВ, Российская Федерация стала впервые в истории вносить наиболее существенный вклад в формирование международной шкалы времени UTC– около 20 процентов, что свидетельствует не только о высоких технических характеристиках точности российской лаборатории времени, но и о высокой степени доверия международного научного сообщества к российской метрологии. Ранее лидерами в этой области долгое время считались США.
Полученных результатов удалось достигнуть за счет совершенствования Государственного первичного эталона единиц времени, частоты и национальной шкалы времени, в том числе, за счет создания атомных стандартов частоты нового поколения – водородных стандартов частоты, стандартов частоты фонтанного типа, оптических стандартов частоты.
Разрабатываемое новое поколение атомных часов, в том числе, оптических, точность которых в разы превышает точность существующих систем, позволит в ближайшие 10 лет формировать национальную шкалу времени РФ на уровне лучших мировых лабораторий
«Существующие сегодня оптические стандарты частоты позволяют определять секунду с точностью лучше 1×10-17, то есть до 17-го знака после запятой. Такая точность позволяет полностью удовлетворить актуальные, а где-то и перспективные, требования потребителей в сферах, для которых информация о точном времени критически необходима: навигация, связь, телекоммуникации, развитие технологий цифровой трансформации экономики, новые виды беспилотного транспорта», – прокомментировал начальник Главного метрологического центра Государственной службы времени и частоты подведомственного Росстандарту Всероссийского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений (ФГУП «ВНИИФТРИ») Вячеслав Федотов.
В связи с постоянно растущими требованиями к точности и надежности исчисления времени подведомственный Росстандарту ФГУП «ВНИИФТРИ» планирует серьезные фундаментальные исследования совместно с ведущими научными организациями Российской Федерации в области создания ядерных стандартов частоты и возможности их применения для формирования национальной шкалы времени. В частности, сегодня в мировом научном сообществе ведутся исследования по созданию стандартов частоты с использованием ядерных переходов изотопов тория. Применяемые в настоящее время стандарты частоты - оптические или фонтанного типа- используют переходы в электронной оболочке атома, а не самого ядра. Такие часы будут менее подвержены влиянию внешних факторов и смогут обеспечить повышение точности измерений на несколько порядков.
«Все теоретические расчёты уже имеются, и сейчас идут поисковые исследования физического способа реализации устройства, которое обладало бы такой точностью, пока не найден. Где-то лет через 5-7 мы надеемся получить переход и приступить к созданию таких часов», - отметил генеральный директор ФГУП «ВНИИФТРИ Сергей Донченко.