นาฬิกาอะตอม: ประวัติและความทันสมัย

ในอดีตที่ผ่านมาในปี 2012 สี่สิบห้าปีนับจากช่วงเวลาที่มนุษย์ตัดสินใจที่จะใช้การจับเวลาอะตอมสำหรับวัดที่ถูกต้องมากที่สุดของเวลา ในปี 1967 นานาชาติ SI หมวดหมู่ของเวลาที่ถูกกำหนดโดยไม่ได้ชั่งน้ำหนักดาราศาสตร์ - เพื่อแทนที่พวกเขามามาตรฐานความถี่ซีเซียม ว่าเขาเป็นชื่อที่นิยมในขณะนี้ - นาฬิกาอะตอม เวลาที่แน่นอนว่าพวกเขาช่วยให้คุณสามารถตรวจสอบข้อผิดพลาดเล็ก ๆ ในหนึ่งสองในสามล้านปีที่ผ่านมาพวกเขาสามารถนำมาใช้เป็นเวลามาตรฐานใดก็ได้ในโลก

ประวัติเล็ก ๆ น้อย ๆ

ความคิดของการใช้การสั่นสะเทือนของอะตอมในการวัดที่แม่นยำของเวลาที่ได้รับการเสนอครั้งแรกใน 1,879 โดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษวิลเลียมทอมสัน ในบทบาทของอีซีแอล resonators อะตอมที่นักวิทยาศาสตร์เสนอให้ใช้ไฮโดรเจน ความพยายามครั้งแรกที่จะใช้ความคิดในการปฏิบัติดำเนินการเฉพาะในยุค 40 ที่ ศตวรรษที่ยี่สิบ และเป็นครั้งแรกที่ทำงานนาฬิกาอะตอมของโลกที่ปรากฏในปี 1955 ในสหราชอาณาจักร ผู้สร้างของพวกเขาคืออังกฤษฟิสิกส์ทดลองดรหลุยส์อสเซน เราทำงานเวลาดังกล่าวอยู่บนพื้นฐานของซีเซียม 133 สั่นสะเทือนอะตอมและนักวิทยาศาสตร์เพราะของพวกเขาในที่สุดก็สามารถที่จะวัดเวลาที่มีความแม่นยำมากขึ้นกว่า แต่ก่อน หน่วยแรกผิดพลาดในการอนุญาต Essen ไม่เกินหนึ่งวินาทีสำหรับทุกหนึ่งร้อยปี แต่ในที่สุด ความถูกต้องของการวัด ที่เพิ่มขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีกและข้อผิดพลาดต่อวินาทีขึ้นมาเพียง 2-3 ร้อยล้านปี

นาฬิกาอะตอม: การดำเนินการ

วิธีการทำอย่างนี้ "อุปกรณ์" ฉลาด? ในฐานะที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเสียงสะท้อนความถี่นาฬิกาอะตอมใช้ ระดับพลังงาน ของโมเลกุลหรือในระดับควอนตัมของอะตอม กลศาสตร์ควอนตั จัดตั้งการสื่อสาร "นิวเคลียส - อิเล็กตรอน" ระบบที่มีหลายระดับพลังงานที่ไม่ต่อเนื่อง หากระบบดังกล่าวจะมีผลต่อ สนามแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีความถี่ที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดจะมีการเปลี่ยนแปลงของระบบจากต่ำไปสูง นอกจากนี้ยังเป็นไปได้และกระบวนการเปลี่ยนแปลงอะตอมกลับจากระดับที่สูงขึ้นไปยังที่ต่ำตามด้วยการฉายรังสีของพลังงาน ปรากฏการณ์เหล่านี้สามารถตรวจสอบและบันทึกทุกกระโดดพลังงาน, การสร้างสิ่งที่ต้องการวงจรสั่น (ยังเป็นที่รู้จักในฐานะ oscillator อะตอม) เสียงสะท้อนความถี่ของมันจะสอดคล้องกับความแตกต่างระหว่างระดับพลังงานที่อยู่ติดกันของการเปลี่ยนแปลงของอะตอมโดยแบ่งเป็นค่าคงที่ของพลังค์

วงจรการสั่นนี้มีข้อดีที่ปฏิเสธไม่ได้เมื่อเทียบกับสารตั้งต้นเครื่องจักรกลและดาราศาสตร์ของพวกเขา สำหรับหนึ่งในอะตอม oscillator สะท้อนความถี่ของอะตอมของสารที่จะเหมือนกันซึ่งไม่ได้เป็นลูกตุ้มและคริสตัล piezoelectric นอกจากนี้อะตอมไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปคุณสมบัติของพวกเขาและไม่ได้สวมใส่ออก ดังนั้นนาฬิกาอะตอมมีความถูกต้องมากและตลอดแทบเที่ยงตรง

เวลาที่แน่นอนและเทคโนโลยีที่ทันสมัย

เครือข่ายการสื่อสารโทรคมนาคม, การสื่อสารผ่านดาวเทียมจีพีเอส, NTP เซิร์ฟเวอร์ทำธุรกรรมทางอิเล็กทรอนิกส์ในการแลกเปลี่ยนหุ้น, การประมูลออนไลน์ขั้นตอนของการซื้อตั๋วผ่านทางอินเทอร์เน็ต - ทั้งหมดเหล่านี้และปรากฏการณ์อื่น ๆ ได้รับการก่อตั้งขึ้นอย่างมั่นคงในชีวิตของเรา แต่ถ้ามนุษย์ยังไม่ได้คิดค้นนาฬิกาอะตอมทั้งหมดนี้จะไม่ได้มีเพียงแค่ การประสานเวลาที่แม่นยำที่ช่วยให้คุณลดข้อผิดพลาดใด ๆ เกิดความล่าช้าและความล่าช้า, ช่วยหนึ่งที่จะเพิ่มการใช้ทรัพยากรที่ไม่สามารถถูกแทนที่นี้มีค่าที่ไม่สามารถมีมากเกินไป