Safirglaset visas på University of Adelaide. Kredit:University of Adelaide
Världens mest exakta klocka har finjusterats för att förbättra radar- och GPS-kapaciteten.
Den kryogena safiroscillatorn, eller safirklocka, har förbättrats av forskare från University of Adelaide i södra Australien för att uppnå nära attosekunder.
Oscillatorn är 10-1000 gånger mer stabil än konkurrerande teknik och tillåter användare att göra mätningar med ultrahög precision för att förbättra prestanda hos elektroniska system.
Ökad tidsprecision är en integrerad del av radarteknik och kvantberäkning, som tidigare har förlitat sig på stabiliteten hos kvartsoscillatorer samt atomur som Hydrogen Maser.
Atomklockor är guldstandarden för tidshållning för långsiktig stabilitet över månader och år. Dock, elektroniska system behöver kortsiktig stabilitet över en sekund för att styra dagens enheter.
Den nya Sapphire Clock har en korttidsstabilitet på bättre än 1x10 -15 , vilket motsvarar att bara förlora eller vinna en sekund var 40 miljoner år, 100 gånger bättre än kommersiella atomur över en sekund.
Den ursprungliga Sapphire Clock utvecklades av professor Andre Luiten 1989 i västra Australien innan teamet flyttade till South Australia för att fortsätta utveckla enheten vid University of Adelaide.
Ledande forskare Martin O'Connor sa att utvecklingsgruppen var i färd med att modifiera enheten för att möta behoven hos olika industrier inklusive försvaret, kvantberäkningar och radioastronomi.
Klockan på 100 cm x 40 cm x 40 cm använder den naturliga resonansfrekvensen hos en syntetisk safirkristall för att upprätthålla en stabil oscillatorsignal.
Docent O'Connor sa att maskinen kunde reduceras till 60 procent av sin storlek utan att förlora mycket av sin kapacitet.
"Vår teknik är så långt före spelet, det är nu dags att överföra det till en kommersiell produkt, " han sa.
"Vi kan nu skräddarsy oscillatorn för våra kunders användning genom att minska dess storlek, vikt och strömförbrukning men det är fortfarande bortom nuvarande elektroniska system."
Safirklockan, även känd som en mikrovågsoscillator, har en 5 cm cylinderformad kristall som kyls till -269C.
Mikrovågsstrålning fortplantar sig hela tiden runt kristallen med en naturlig resonans. Konceptet upptäcktes först av Lord Rayleigh 1878 när han kunde höra någon viska långt borta på andra sidan kyrkkupolen vid St Paul's Cathedral.
Klockan använder sedan små sonder för att fånga upp den svaga resonansen och förstärker den tillbaka för att producera en ren frekvens med nästan attosekundsprestanda.
"En atomklocka använder en elektronisk övergång mellan två energinivåer av en atom som en frekvensstandard, " sa docent O'Connor.
"Atomklockan är det som vanligtvis används i GPS-satelliter och i andra kvantberäknings- och astronomitillämpningar, men vår klocka är inställd på att störa dessa nuvarande tillämpningar."
Den labbbaserade versionen har redan en befintlig kund i Defense Science and Technology Group (DST Group) i Adelaide, men docent O'Connor sa att forskargruppen också letade efter fler kunder och var i diskussion med ett antal olika branschgrupper.
Forskargruppen deltar i Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIROs) On Prime pre-accelerator-program, som hjälper team att identifiera kundsegment och bygga affärsplaner.
Kommersiella versioner av Sapphire Clock kommer att göras tillgängliga under 2017.