Zegary atomowe: Historia i nowoczesność

W przeszłości, w 2012 roku, czterdzieści pięć lat od momentu, gdy ludzkość postanowiła wykorzystać czasomierz atomową dla najbardziej dokładny pomiar czasu. W 1967 roku Międzynarodowy SI kategoria czasu nie jest już ustalona przez skalach astronomicznych – aby zastąpić je przyszedł wzorzec częstotliwości cezu. Że był to popularna nazwa teraz – zegar atomowy. Dokładny czas, że pozwalają one określić mały błąd w ciągu jednej sekundy na trzy miliony lat, mogą być używane jako standardowy czas w dowolnym miejscu na świecie.

Trochę historii

Sam pomysł wykorzystania drgania atomowe do dokładnego pomiaru czasu po raz pierwszy zaproponowana w 1879 roku przez brytyjskiego fizyka Williama Thomsona. W roli rezonatorów emiter atomów że naukowcy proponują użycie wodoru. Pierwsze próby realizacji idei w praktyce przeprowadzane jedynie w latach 40. XX wieku. I pierwszy na świecie działa zegar atomowy pojawił się w 1955 roku w Wielkiej Brytanii. Ich twórcą był brytyjski fizyk doświadczalny Dr Louis Essen. Pracowaliśmy te godziny w oparciu o cez-133 drgań atomu i naukowców z ich powodu w końcu byli w stanie zmierzyć czas z dokładnością znacznie większą niż to było wcześniej. Pierwsza jednostka w Essen dopuszczalnego błędu wynosi nie więcej niż jedną sekundę każde sto lat, ale w końcu dokładność pomiarów wielokrotnie zwiększona, a błąd na sekundę będzie się tylko 2-3 sto milionów lat.

zegar atomowy: operacja

Jak to mądry „Urządzenie”? Jako generator częstotliwości rezonansowej zegar atomowy zastosowano poziom energii cząsteczek lub na poziomie kwantowym węgla. mechaniki kwantowej zapewnia komunikację „rdzeń – elektrony” systemem z kilku dyskretnych poziomów energetycznych. Jeżeli taki system będzie wpływać na pole elektromagnetyczne, przy ściśle określonej częstotliwości, nie będzie to przemiana od układu z niskiego na wysoki. Jest również możliwe, proces odwrotny atomowy przejście z wyższego poziomu na niski, a następnie przez promieniowanie energii. Zjawiska te mogą monitorować i rejestrować wszystkie skoki energii, tworząc coś w rodzaju obwodu oscylacyjnego (znany również jako oscylatora atomowej). Jego częstotliwość rezonansowa będzie odpowiadać na różnice energii między sąsiednimi poziomami przemian atomów podzielona przez stałą Plancka.

Ten obwód oscylacyjny ma niezaprzeczalne zalety w porównaniu z ich prekursorów mechanicznych i astronomicznych. Dla jednego atomowej oscylator częstotliwości rezonansowej atomów substancji jest taka sama, co jest nie wahadła i kryształy piezoelektryczne. Ponadto, atomy nie zmieniają się w czasie, ich właściwości i nie zużywają się. Dlatego zegary atomowe są bardzo dokładne i praktycznie wieczystą chronometr.

Dokładny czas i nowoczesna technologia

Sieci telekomunikacyjne, łączność satelitarna, GPS, NTP-serwer, elektronicznych transakcji na giełdzie, aukcje internetowe, procedura zakupu biletów przez internet – wszystkie te i wiele innych zjawisk od dawna ugruntowaną pozycję w naszym życiu. Ale jeśli ludzkość nie wynalazła zegar atomowy, to wszystko po prostu nie istnieje. Precyzyjna synchronizacja czasu, który pozwala na zminimalizowanie wszelkich błędów, opóźnień i opóźnienia, umożliwia jeden do maksymalnego wykorzystania tego cennego zasobu niezastąpioną, która nigdy nie może mieć zbyt dużo.