I fjor, 2012, var det førtifem år siden menneskeheten bestemte seg for å bruke atomtidtaking for å måle tid så nøyaktig som mulig. I 1967, i det internasjonale SI-systemet, ble ikke lenger tidskategorien bestemt av astronomiske skalaer - de ble erstattet av cesiumfrekvensstandarden. Det var han som fikk det nå populære navnet - atomklokker. Den nøyaktige tiden de lar deg bestemme har en ubetydelig feil på ett sekund på tre millioner år, noe som gjør at de kan brukes som en tidsstandard i ethvert hjørne av verden.
Litt av historien
Selve ideen om å bruke atomvibrasjoner for ultra-nøyaktig måling av tid ble først uttrykt i 1879 av den britiske fysikeren William Thomson. I rollen som emitter av resonatoratomer foreslo denne forskeren bruk av hydrogen. De første forsøkene på å sette ideen ut i livet ble gjort først på 1940-tallet. tjuende århundre. Og verdens første fungerende atomklokkedukket opp i 1955 i Storbritannia. Skaperen deres var den britiske eksperimentelle fysikeren Dr. Louis Essen. Denne klokken fungerte på grunnlag av vibrasjoner av cesium-133-atomer, og takket være dem kunne forskere endelig måle tid med mye større nøyaktighet enn før. Essens første enhet tillot en feil på ikke mer enn ett sekund for hvert hundre år, men deretter økte målingsnøyaktigheten mange ganger og feilen per sekund kan bare akkumuleres i løpet av 2-3 hundrevis av millioner år.
Atomklokker: hvordan de fungerer
Hvordan fungerer denne geniale "enheten"? Som en resonansfrekvensgenerator bruker atomklokker energinivåene til molekyler eller atomer på kvantenivå. Kvantemekanikk etablerer en forbindelse mellom "atomkjernen - elektroner"-systemet med flere diskrete energinivåer. Hvis et slikt system påvirkes av et elektromagnetisk felt med en strengt spesifisert frekvens, vil dette systemet gå fra et lavt nivå til et høyt. Den omvendte prosessen er også mulig: overgangen til et atom fra et høyere nivå til et lavere, ledsaget av utslipp av energi. Disse fenomenene kan kontrolleres og registreres alle energihopp ved å lage noe som en oscillerende krets (det kalles også en atomoscillator). Dens resonansfrekvens vil tilsvare energiforskjellen mellom naboatomiske overgangsnivåer, delt på Plancks konstant.
En slik oscillerende krets har ubestridelige fordeler i forhold til sine mekaniske og astronomiske forgjengere. For enen slik atomoscillator, vil resonansfrekvensen til atomene til ethvert stoff være den samme, noe som ikke kan sies om pendler og piezokrystaller. I tillegg endrer ikke atomer egenskapene sine over tid og slites ikke ut. Derfor er atomuret et ekstremt nøyaktig og nesten evigvarende kronometer.
Nøyaktig tid og moderne teknologi
Telekommunikasjonsnettverk, satellittkommunikasjon, GPS, NTP-servere, elektroniske transaksjoner på børsen, nettauksjoner, prosedyren for å kjøpe billetter via Internett - alle disse og mange andre fenomener har lenge vært godt etablert i livene våre. Men hvis menneskeheten ikke hadde oppfunnet atomuret, ville alt dette rett og slett ikke ha skjedd. Nøyaktig tid, synkronisert med som lar deg minimere eventuelle feil, forsinkelser og forsinkelser, gjør det mulig for en person å få mest mulig ut av denne uvurderlige uerstattelige ressursen, som aldri er for mye.
