Noong nakaraang taon, 2012, apatnapu't limang taon na mula noong nagpasya ang sangkatauhan na gumamit ng atomic timekeeping upang sukatin ang oras nang tumpak hangga't maaari. Noong 1967, sa International SI system, ang kategorya ng oras ay hindi na tinutukoy ng astronomical scales - pinalitan sila ng cesium frequency standard. Siya ang tumanggap ng sikat na pangalan ngayon - mga atomic na orasan. Ang eksaktong oras na pinahihintulutan ka nilang tukuyin ay may kaunting error na isang segundo sa tatlong milyong taon, na nagpapahintulot sa mga ito na magamit bilang pamantayan ng oras sa anumang sulok ng mundo.
Kaunting kasaysayan
Ang mismong ideya ng paggamit ng mga atomic vibrations para sa ultra-tumpak na pagsukat ng oras ay unang ipinahayag noong 1879 ng British physicist na si William Thomson. Sa papel na ginagampanan ng emitter ng mga atomo ng resonator, iminungkahi ng siyentipikong ito ang paggamit ng hydrogen. Ang mga unang pagtatangka na isabuhay ang ideya ay ginawa lamang noong 1940s. ikadalawampung siglo. At ang unang gumaganang atomic na orasan sa mundoay lumitaw noong 1955 sa UK. Ang kanilang lumikha ay ang British experimental physicist na si Dr. Louis Essen. Ang orasan na ito ay gumana batay sa mga vibrations ng cesium-133 atoms, at salamat sa kanila, sa wakas ay nagawang sukatin ng mga siyentipiko ang oras nang may mas katumpakan kaysa dati. Ang unang device ng Essen ay nagpahintulot ng error na hindi hihigit sa isang segundo para sa bawat daang taon, ngunit pagkatapos ay tumaas ang katumpakan ng mga sukat nang maraming beses at ang error sa bawat segundo ay maaari lamang maipon sa loob ng 2-3 daan-daang milyong taon.
Mga atomic na orasan: kung paano gumagana ang mga ito
Paano gumagana ang mapanlikhang "device" na ito? Bilang isang resonant frequency generator, ginagamit ng mga atomic na orasan ang mga antas ng enerhiya ng mga molekula o mga atom sa antas ng quantum. Ang quantum mechanics ay nagtatatag ng koneksyon sa pagitan ng "atomic nucleus - electron" system na may ilang discrete energy level. Kung ang ganitong sistema ay apektado ng isang electromagnetic field na may mahigpit na tinukoy na dalas, kung gayon ang sistemang ito ay pupunta mula sa isang mababang antas hanggang sa isang mataas. Posible rin ang kabaligtaran na proseso: ang paglipat ng isang atom mula sa isang mas mataas na antas patungo sa isang mas mababang isa, na sinamahan ng paglabas ng enerhiya. Ang mga hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring kontrolin at maitala ang lahat ng mga pagtalon ng enerhiya sa pamamagitan ng paglikha ng isang bagay tulad ng isang oscillatory circuit (ito ay tinatawag ding atomic oscillator). Ang resonant frequency nito ay tumutugma sa pagkakaiba ng enerhiya sa pagitan ng mga kalapit na antas ng atomic transition, na hinati sa pare-pareho ng Planck.
Ang ganitong oscillatory circuit ay may hindi maikakailang mga pakinabang kaysa sa mga mekanikal at astronomical na nauna nito. Para sa isatulad ng isang atomic oscillator, ang resonant frequency ng atoms ng anumang substance ay magiging pareho, na hindi masasabi tungkol sa mga pendulum at piezocrystals. Bilang karagdagan, ang mga atomo ay hindi nagbabago ng kanilang mga katangian sa paglipas ng panahon at hindi napuputol. Samakatuwid, ang atomic clock ay isang napakatumpak at halos panghabang-buhay na kronomiter.
Tumpak na oras at makabagong teknolohiya
Mga network ng telekomunikasyon, komunikasyon sa satellite, GPS, NTP server, mga elektronikong transaksyon sa stock exchange, online na mga auction, ang pamamaraan para sa pagbili ng mga tiket sa pamamagitan ng Internet - lahat ng ito at marami pang ibang phenomena ay matagal nang itinatag sa ating buhay. Ngunit kung ang sangkatauhan ay hindi nag-imbento ng atomic na orasan, ang lahat ng ito ay hindi mangyayari. Ang tumpak na oras, na naka-synchronize na nagbibigay-daan sa iyong mabawasan ang anumang mga error, pagkaantala at pagkaantala, ay nagbibigay-daan sa isang tao na sulitin ang napakahalagang hindi mapapalitang mapagkukunang ito, na hindi kailanman labis.
