Geçen yıl, 2012, insanlığın zamanı olabildiğince doğru ölçmek için atomik zaman işleyişini kullanmaya karar vermesinin üzerinden kırk beş yıl geçti. 1967'de Uluslararası SI sisteminde, zaman kategorisi artık astronomik ölçeklerle belirlenmedi - bunların yerini sezyum frekans standardı aldı. Şimdi popüler ismi alan o oldu - atomik saatler. Belirlemenize izin verdikleri tam zaman, üç milyon yılda bir saniyelik ihmal edilebilir bir hataya sahiptir ve bu da onların dünyanın herhangi bir köşesinde bir zaman standardı olarak kullanılmalarına olanak tanır.
Biraz tarih
Ultra hassas zaman ölçümü için atomik titreşimleri kullanma fikri ilk olarak 1879'da İngiliz fizikçi William Thomson tarafından ifade edildi. Rezonatör atomlarının yayıcı rolünde, bu bilim adamı hidrojen kullanımını önerdi. Fikri uygulamaya koymaya yönelik ilk girişimler ancak 1940'larda yapıldı. yirminci yüzyıl. Ve dünyanın ilk çalışan atom saati1955'te İngiltere'de ortaya çıktı. Yaratıcıları İngiliz deneysel fizikçi Dr. Louis Essen'di. Bu saat sezyum-133 atomlarının titreşimleri temelinde çalıştı ve onlar sayesinde bilim adamları sonunda zamanı eskisinden çok daha doğru bir şekilde ölçebildiler. Essen'in ilk cihazı her yüz yılda bir saniyeden fazla olmayan bir hataya izin verdi, ancak daha sonra ölçümlerin doğruluğu birçok kez arttı ve saniyedeki hata ancak 2-3 yüz milyonlarca yılda birikebilir.
Atomik saatler: nasıl çalışırlar
Bu dahiyane "cihaz" nasıl çalışır? Bir rezonans frekans üreteci olarak atomik saatler, kuantum seviyesindeki moleküllerin veya atomların enerji seviyelerini kullanır. Kuantum mekaniği, "atom çekirdeği - elektronlar" sistemi ile birkaç ayrık enerji seviyesi arasında bir bağlantı kurar. Böyle bir sistem, kesin olarak belirlenmiş bir frekansa sahip bir elektromanyetik alandan etkilenirse, bu sistem düşük bir seviyeden yüksek bir seviyeye geçecektir. Ters süreç de mümkündür: bir atomun enerji emisyonu ile birlikte daha yüksek bir seviyeden daha düşük bir seviyeye geçişi. Bu fenomen, bir salınım devresi (atomik osilatör olarak da adlandırılır) gibi bir şey yaratarak tüm enerji sıçramalarını kontrol edebilir ve kaydedebilir. Rezonans frekansı, Planck sabitine bölünen komşu atomik geçiş seviyeleri arasındaki enerji farkına karşılık gelecektir.
Böyle bir salınım devresi, mekanik ve astronomik öncüllerine göre yadsınamaz avantajlara sahiptir. Bir kişi içinböyle bir atomik osilatör, herhangi bir maddenin atomlarının rezonans frekansı aynı olacaktır, bu sarkaçlar ve piezokristaller hakkında söylenemez. Ayrıca atomlar zamanla özelliklerini değiştirmezler ve yıpranmazlar. Bu nedenle, atom saati son derece hassas ve neredeyse sürekli bir kronometredir.
Kesin zaman ve modern teknoloji
Telekomünikasyon ağları, uydu iletişimi, GPS, NTP sunucuları, borsadaki elektronik işlemler, çevrimiçi açık artırmalar, İnternet üzerinden bilet satın alma prosedürü - tüm bunlar ve diğer birçok fenomen uzun zamandır hayatımızda sağlam bir şekilde kurulmuştur. Ama insanlık atom saatini icat etmeseydi, tüm bunlar olmayacaktı. Hataları, gecikmeleri ve gecikmeleri en aza indirmenizi sağlayan senkronize edilmiş doğru zaman, bir kişinin asla çok fazla olmayan bu paha biçilmez yeri doldurulamaz kaynaktan en iyi şekilde yararlanmasını sağlar.
