En la pasinteco, en 2012, kvardek kvin jaroj de la momento kiam la homaro decidis uzi atoma timekeeping por la plej preciza mezurado de tempo. En 1967, la Internacia SI kategorio de tempo ne plu estas difinita per astronomiaj pesilo - por anstataŭigi ilin venis cezio ofteco normo. Ke li estas populara nomo nun - la atoma horloĝo. La preciza tempo kiun ili permesas determini etan eraron en unu sekundo en tri milionoj da jaroj, ili povas esti uzata kiel norma tempo ie en la mondo.
Iom de historio
La ideo de uzi atoma vibrojn al la preciza mezurado de tempo estis unue proponita en 1879 por la brita fizikisto William Thomson. En la rolo de resonadores emisor atomoj ke sciencistoj proponi uzi hidrogeno. La unuaj provoj por efektivigi la ideon praktike entreprenis nur en la 40s. dudeka jarcento. Kaj la monda unua laboras atoma horloĝo aperis en 1955 en Britio. Ilia kreinto estis la brita eksperimenta fizikisto d-ro Louis Essen. Ni laboris tiuj horoj surbaze de la cezio-133 atomo vibrojn kaj sciencistoj ĉar ili fine povis mezuri tempon kun multe pli granda precizeco ol ĝi estis antaŭe. La unua unueco en Essen permesebla eraro estas ne pli ol unu sekundo por ĉiu cent jaroj, sed fine la precizecon de la mezuradoj ripete pliigis kaj la eraro en sekundo venas supren nur 2-3 cent milionoj da jaroj.
Atoma horloĝo: operacio
Kiel funkcias ĉi ruza "aparato"? Kiel la ofteco de resono generatoro atomaj horloĝoj aplikita energio niveloj de la molekuloj aŭ ĉe la kvantuma nivelo de atomoj. Kvantummekaniko establas komunikado "nukleo - elektronoj" sistemo kun pluraj diskreta energio niveloj. Se tia sistemo influos la elektromagneta kampo kun strikte antaŭdeterminita ofteco, okazos transiro de la sistemo de malalta al alta. Ĝi estas ankaŭ ebla, kaj la inversa procezo atoma transiro de pli alta nivelo al mallaŭta, sekvata de radiado de energio. Ĉi tiuj fenomenoj povas monitori kaj registri la tutan energion saltojn, krei ion kiel la oscilanta cirkvito (ankaŭ konata kiel la atoma oscilo). Lia ofteco de resono respondos al la energio diferenco inter apudaj niveloj de transiro de atomoj dividita per la konstanta de Planck.
Tiu oscilado cirkviton havas innegable avantaĝojn kompare kun iliaj mekanikaj kaj astronomiaj pioniroj. Por unu el la atoma oscilo resonante ofteco de la atomoj de substanco estas la sama, kiu ne estas la pendoloj kaj piezoelektra kristaloj. Krome, la atomoj ne ŝanĝas super tempo, liaj proprietoj kaj ne porti eksteren. Tial, la atomaj horloĝoj estas ekstreme preciza kaj preskaŭ eternaj cronómetro.
La preciza tempo kaj moderna teknologio
Telekomunikado retoj, satelito komunikado, GPS, NTP-servilo, elektronikaj transakcioj sur la borso, enreta aŭkcioj, la procedo de aĉeti biletojn tra la Interreto - ĉiuj ĉi tiuj kaj multaj aliaj fenomenoj estas delonge firme establita en niaj vivoj. Sed se la homaro ankoraŭ ne inventis la atoma horloĝo, ĉio ĉi estus simple ne estas tie. La preciza tempo de sincronización kiu permesas minimumigi ajnan eraroj, prokrastoj kaj prokrasto, ebligas unu maksimumigi la uzo de ĉi tiu valora neanstataŭigebla rimedo, kiu neniam povas havi tro multe.