Кіріспе
NIST F1 – атомдық сағат, Боулдердегі Ұлттық стандарттар және технология институтында (NIST) орналасқан цезийлі фонтан сағаты. Ол АҚШ-тың негізгі уақыт және жиілік стандарты болып табылады. Сағатты сынау және құрастыруға төрт жылдан аз уақыт кетті, және оны NIST физикалық өлшеу зертханасының уақыт және жиілік бөлімінің Стив Джеффертс және Дон Михоф жасады. Бұл сағат 1993 жылдан 1999 жылға дейін пайдаланылған цезий сәулелі атомдық сағат NIST 7-нің орнына келді. NIST F1, NIST 7-ден он есе дәл. Оның ізбасары 2014 жылдың сәуірінде жарияланған жаңа стандарт – NIST F2. NIST F2 стандарты NIST F1 стандартынан шамамен үш есе дәл болуды көздейді, және оны NIST F1 сағатымен бірдей уақытта пайдалану жоспарлануда. NIST F1-дің BIPM TAI-ға соңғы үлесі 2016 жылдың наурыз айында жасалды.
NIST F1 is a cesium fountain clock, a type of atomic clock, in the National Institute of Standards and Technology (NIST) in Boulder, Colorado, and serves as the United States' primary time and frequency standard. The clock took less than four years to test and build, and was developed by Steve Jefferts and Dawn Meekhof of the Time and Frequency Division of NIST's Physical Measurement Laboratory. The clock replaced NIST 7, a cesium beam atomic clock used from 1993 to 1999. NIST F1 is ten times more accurate than NIST 7. It has been succeeded by a new standard, NIST F2, announced in April 2014. The NIST F2 standard aims to be about three times more accurate than the NIST F1 standard, and there are plans to operate it simultaneously with the NIST F1 clock. The most recent contribution of NIST F1 to BIPM TAI was in March 2016.
Жиілікті өлшеу
Аппарат цезий атомдары газын салқындатып, тұтқындап тұратын қарсы бағытта таралатын лазерлерден жасалған оптикалық ағыннан тұрады. Тұтқындалғаннан кейін атомдар микротолқынды камераның ішінде екі тік лазер арқылы жоғары қарай итемеленеді. Микротолқынның нақты жиілігіне байланысты цезий атомдары қозу күйіне жетеді. Лазерлік сәуле арқылы өтетін атомдар флуоресценция жасайды (фотон шығарады). Екіншінің анықтамасы ретінде максималды флуоресценцияны тудыратын микротолқын жиілігі қолданылады. Ол Доплер жиіліктерінің ығысуын бағалау үшін NIST әзірлеген модельді пайдаланды, бұл модель тараған қуыс фазасы деп аталады, және кейбіреулер оның дұрыс емес екенін айтады. NIST F2-нің соңғы бағалауында NIST F1 үшін қолданылған тараған қуыс фазасының NIST моделі қолданылмады. NIST F2 оның орнына басқа стандарттарға жақынрақ тәсіл қолданғанмен, тараған қуыс фазасын бағалаудың басқа кемшіліктері анықталды.