Введение
Атомные часы NIST F1 — это цезиевые фонтанные часы, являющиеся типом атомных часов, расположенные в Национальном институте стандартов и технологий (NIST) в Боулдере, штат Колорадо, и служащие первичным эталоном времени и частоты в Соединенных Штатах. На тестирование и создание часов потребовалось менее четырех лет, и они были разработаны Стивом Джеффертсом и Доун Михоф из Отдела времени и частоты Лаборатории физических измерений NIST. Эти часы заменили атомные часы NIST 7, которые использовались с 1993 по 1999 год. NIST F1 в десять раз точнее, чем NIST 7. В апреле 2014 года был объявлен новый эталон NIST F2. Эталон NIST F2 призван быть примерно в три раза точнее, чем эталон NIST F1, и планируется его одновременная работа с часами NIST F1. Последний вклад NIST F1 в BIPM TAI был сделан в марте 2016 года.
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.
Измерение частоты
Аппарат состоит из оптической мелассы, созданной встречно направленными лазерами, которые охлаждают и удерживают газ атомов цезия. После улавливания атомы поднимаются вверх двумя вертикальными лазерами внутри микроволновой камеры. В зависимости от точной частоты микроволн, атомы цезия переходят в возбужденное состояние. При прохождении через лазерный луч атомы флуоресцируют (излучают фотоны). Микроволновая частота, вызывающая максимальную флуоресценцию, используется для определения секунды. В нем использовалась модель, разработанная NIST, для оценки доплеровских сдвигов частоты, известная как распределенная фаза резонатора, в правильности которой некоторые сомневаются. Недавняя оценка NIST F2 не использовала модель NIST распределенной фазы резонатора, применявшуюся для NIST F1, и, хотя NIST F2 вместо этого использовал подход, более соответствующий другим стандартам, оценка распределенной фазы резонатора оказалась имеющей другие недостатки.