V minulosti se v roce 2012 změnilo čtyřicet pět letod chvíle, kdy se lidstvo rozhodlo používat atomové časomíra pro co nejpřesnější měření času. V roce 1967 v Mezinárodním systému SI došlo ke stanovení kategorie času astronomickými měřítky - nahradil je cesiový standard frekvence. Byl to ten, kdo získal nyní populární jméno - atomové hodiny. Přesný čas, který nám umožňují zjistit, má zanedbatelnou chybu o jednu vteřinu za tři miliony let, což nám dovoluje používat je jako standardní čas v kterékoli části světa.
Trochu historie
Samotná myšlenka použití atomových vibrací proPřesné měření času bylo poprvé vyjádřeno v roce 1879 britským fyzikem Williamem Thomsonem. V roli emitoru atomových rezonátorů navrhl tento vědec vodík. První pokusy o realizaci této myšlenky v praxi byly provedeny teprve ve 40. letech. dvacátého století. A první světové pracovní atomové hodiny se objevily v roce 1955 ve Velké Británii. Jejich tvůrcem byl britský fyzik-experimentátor Dr. Louis Essen. Hodiny pracovaly na základě vibrací atomů cesia-133 a díky tomu vědci konečně dokázali měřit čas mnohem přesněji než předtím. První zařízení Essen umožnilo každých sto let chybu ne více než sekundu, ale následně se přesnost měření opakovaně zvyšovala a chyba za sekundu může trvat pouze 2-3 stovky miliónů let.
Atomové hodiny: princip činnosti
Jak funguje toto mazaný "zařízení"? Vzhledem k tomu, rezonanční frekvence generátoru atomové hodiny použity energetické hladiny molekul nebo na kvantové úrovni atomů. Kvantová mechanika zavádí komunikace „jádro - elektrony“ systém s několika diskrétních energetických hladin. Pokud se takový systém bude mít vliv na elektromagnetické pole s přísně předem stanovené frekvenci, bude přechod ze systému z nízké na vysokou. Je také možné, a opačný proces atomové přechodu z vyšší úrovně na nízkou, následovaný vyzařování energie. Tyto jevy mohou sledovat a zaznamenávat všechny energetické skoky a vytváří něco jako oscilačního obvodu (také známý jako atomová oscilátor). Jeho rezonanční kmitočet bude odpovídat rozdílu energie mezi sousedními úrovněmi přechodu atomů děleno Planckova konstanta.
Takový oscilační obvod má nepochybnéDůstojnost ve srovnání s jejími mechanickými a astronomickými předchůdci. Pro jeden takový atomový oscilátor bude rezonanční frekvence atomů jakékoli látky stejná, což nelze říci pro kyvadla a piezoelektrické krystaly. Kromě toho atomy nemění své vlastnosti v průběhu času a nenoste opotřebení. Proto jsou atomové hodiny velmi přesný a prakticky věčný chronometr.
Přesný čas a moderní technologie
Telekomunikační sítě, satelitní komunikace,GPS, NTP-server, elektronické transakce na burze, on-line aukce, postup při nákupu jízdenek přes internet - všechny tyto a mnoho dalších jevů je již dlouho v našich životech pevně zakořeněno. Ale kdyby lidstvo nevytvořilo atomové hodiny, nestalo by se. Přesný čas, jehož synchronizace umožňuje minimalizovat chyby, zpoždění a zpoždění, umožňuje člověku, aby co nejvíce využil tohoto neocenitelného nenahraditelného zdroje, který nikdy není příliš velký.
