L'orologio più preciso al mondo è stato messo a punto per potenziare le capacità radar e GPS.

L'oscillatore criogenico dello zaffiro, o Orologio Zaffiro, è stato potenziato dai ricercatori dell'Università di Adelaide nell'Australia Meridionale per ottenere una capacità prossima ad attosecondi.

L'oscillatore è 10-1000 volte più stabile della tecnologia concorrente e consente agli utenti di eseguire misurazioni di altissima precisione per migliorare le prestazioni dei sistemi elettronici.

Una maggiore precisione temporale è parte integrante della tecnologia radar e dell'informatica quantistica, che in precedenza si affidavano alla stabilità degli oscillatori al quarzo e degli orologi atomici come l'Hydrogen Maser.

Gli orologi atomici sono il gold standard nel mantenimento del tempo per la stabilità a lungo termine per mesi e anni. Però, i sistemi elettronici hanno bisogno di stabilità a breve termine oltre un secondo per controllare i dispositivi di oggi.

Il nuovo Sapphire Clock ha una stabilità a breve termine migliore di 1x10 ^-15 , che equivale a perdere o guadagnare solo un secondo ogni 40 milioni di anni, 100 volte meglio degli orologi atomici commerciali in un secondo.

L'originale Sapphire Clock è stato sviluppato dal professor Andre Luiten nel 1989 nell'Australia occidentale prima che il team si trasferisse nell'Australia meridionale per continuare a sviluppare il dispositivo presso l'Università di Adelaide.

Il ricercatore capo Martin O'Connor ha affermato che il gruppo di sviluppo stava modificando il dispositivo per soddisfare le esigenze di vari settori, tra cui difesa, informatica quantistica e radioastronomia.

L'orologio da 100 cm x 40 cm x 40 cm utilizza la frequenza di risonanza naturale di un cristallo di zaffiro sintetico per mantenere un segnale costante dell'oscillatore.

Il professore associato O'Connor ha affermato che la macchina potrebbe essere ridotta al 60% delle sue dimensioni senza perdere gran parte delle sue capacità.

"La nostra tecnologia è così avanti rispetto al gioco, ora è il momento di trasferirlo in un prodotto commerciale, " Egli ha detto.

"Ora possiamo adattare l'oscillatore all'applicazione dei nostri clienti riducendone le dimensioni, peso e consumo energetico, ma è ancora al di là dei sistemi elettronici attuali."

L'orologio di zaffiro, noto anche come oscillatore a microonde, ha un cristallo a forma di cilindro di 5 cm che viene raffreddato a -269C.

La radiazione a microonde si propaga costantemente attorno al cristallo con una risonanza naturale. Il concetto fu scoperto per la prima volta da Lord Rayleigh nel 1878 quando poteva sentire qualcuno sussurrare dall'altra parte della cupola della chiesa della Cattedrale di St Paul.

L'orologio utilizza quindi piccole sonde per rilevare la debole risonanza e la amplifica per produrre una frequenza pura con prestazioni vicine ad attosecondi.

"Un orologio atomico utilizza una transizione elettronica tra due livelli di energia di un atomo come standard di frequenza, "Ha detto il professore associato O'Connor.

"L'orologio atomico è quello comunemente usato nei satelliti GPS e in altre applicazioni di calcolo quantistico e astronomia, ma il nostro orologio è impostato per interrompere queste applicazioni attuali".

La versione da laboratorio ha già un cliente esistente nel Defense Science and Technology Group (DST Group) ad Adelaide, ma il professore associato O'Connor ha affermato che il gruppo di ricerca stava anche cercando più clienti ed era in discussione con diversi gruppi industriali.

Il gruppo di ricerca sta partecipando al programma di pre-acceleratore On Prime del Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), che aiuta i team a identificare i segmenti di clienti e a creare piani aziendali.

Le versioni commerciali dello Sapphire Clock saranno rese disponibili nel 2017.