V minulosti, v roku 2012, štyridsať päť rokov od okamihu, kedy ľudstvo sa rozhodli použiť atómové časomiera pre čo najpresnejšie meranie času. V roku 1967, Medzinárodná SI kategórie dobe už nie je určená astronomických meradiel - nahradiť im prišiel frekvencie cézium štandardu. Že bol populárny meno teraz - atómové hodiny. Presný čas, že vám umožní zistiť malé chyby v jednej sekundy za tri milióny rokov, môžu byť použité ako štandardný čas kdekoľvek na svete.
trocha histórie
Samotná myšlienka použitia atómových vibrácií k presnému meranie času bol prvýkrát navrhnutý v roku 1879 britský fyzik William Thomson. V úlohe rezonátorov emitora atómov, ktoré vedci navrhujú použiť vodík. Prvé pokusy o myšlienku realizovať v praxi vykonávanú len v 40. rokoch. dvadsiateho storočia. A ako prvý na svete pracujú atómové hodiny sa objavil v roku 1955 vo Veľkej Británii. Ich tvorcom bol britský experimentálny fyzik Dr Louis Essen. sme pracovali tie hodiny založené na atóme vibrácií a vedcov, pretože z nich cézium-133 nakoniec boli schopné merať čas s oveľa väčšou presnosťou, než tomu bolo predtým. Prvá jednotka v Essene prípustnej chyby nie je väčší ako jedna sekunda za každých sto rokov, ale nakoniec sa presnosť merania opakovane zvýšil a chyba za sekundu prichádza iba 2-3 sto miliónmi rokmi.
Atómové hodiny: Prevádzka
Ako to múdra "zariadenie"? Vzhľadom k tomu, rezonančná frekvencia generátora atómové hodiny použité energetickej hladiny molekúl alebo na kvantovej úrovni atómov. Kvantová mechanika zavádza komunikácie "jadro - elektróny" systém s niekoľkými diskrétnych energetických hladín. Ak sa takýto systém bude mať vplyv elektromagnetického poľa s presne vopred stanovenej frekvencii, bude prechod zo systému z nízkej na vysokú. Je tiež možné, a opačný proces atómovej prechodu z vyššej úrovne na nízku, nasledovaný vyžarovanie energie. Tieto javy môžu sledovať a zaznamenávať všetky energetické skoky a vytvára niečo ako oscilačného obvodu (tiež známy ako atómová oscilátor). Jeho rezonančný kmitočet bude zodpovedať rozdielu energie medzi susednými úrovňami prechodu atómov delené Planckova konštanta.
Tento oscilačného obvodu má nesporné výhody v porovnaní so svojimi mechanickými a astronomických prekurzorov. U jedného z atómového oscilátora rezonančnú frekvenciu atómov látky je rovnaký, čo nie je kyvadla a piezoelektrické kryštály. Navyše, atómy nie sú v priebehu času mení, ich vlastnosti a nenosí von. Preto atómové hodiny sú veľmi presné a prakticky večné chronometer.
Presný čas a moderné technológie
Telekomunikačné siete, satelitná komunikácia, GPS, NTP servera, elektronické transakcie na burze, online aukcie, postup nákupu vstupeniek cez internet - všetky tieto a mnohé ďalšie javy už dlho pevne zakotvená v našich životoch. Ale ak sa ľudstvo doteraz vynašiel atómové hodiny, to všetko by jednoducho tam nie je. Presná synchronizácia času, ktorá umožňuje minimalizovať prípadné chyby, meškania a meškania, umožňuje jedným cieľom maximalizovať využitie tohto vzácneho nenahraditeľného zdroja, ktoré môžu mať nikdy príliš veľa.