Jak działają zegary atomowe

Isidor Rabi, profesor fizyki na Uniwersytecie Columbia, zaproponował bezprecedensowy projekt: zegarek działający na zasadzie atomowej wiązki rezonansu magnetycznego. Stało się to w 1945 r., A już w 1949 r. Krajowe Biuro Norm wydało pierwszy działający prototyp. Odczytuje wibracje cząsteczki amoniaku. Cez został wprowadzony do biznesu znacznie później: model NBS-1 pojawił się dopiero w 1952 roku. 

• 

  Poprawa projektu

  National Physical Laboratory w Anglii stworzyło pierwszy zegarek oparty na wiązce cezu w 1955 roku. Ponad dziesięć lat później, podczas konferencji generalnej na temat miar i wag, zaprezentowano bardziej zaawansowane zegary, działające również na podstawie drgań w atomie cezu. Model NBS-4 był używany do 1990 roku.

• 

  Rodzaje godzin

  W tej chwili istnieją trzy rodzaje zegarów atomowych, które działają na tej samej zasadzie. Najdokładniejszy zegar cezowy oddziela atom cezu od pola magnetycznego. Najprostsze zegary atomowe, rubid, wykorzystują gaz rubidowy, zamknięty w szklanej kolbie. I wreszcie, wodorowe zegary atomowe pobierają atomy wodoru jako punkt odniesienia, zamknięty w powłoce wykonanej ze specjalnego materiału - nie pozwala atomom szybko stracić energii.

• 

  O której godzinie

  W 1999 r. Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST) zaproponował jeszcze bardziej zaawansowaną wersję zegara atomowego. Model NIST-F1 pozwala uzyskać błąd wynoszący tylko jedną sekundę w ciągu dwudziestu milionów lat.

• 

  Najbardziej dokładne

  Ale fizycy z NIST nie poprzestali na tym. Naukowcy postanowili opracować nowy chronometr, tym razem oparty na atomach strontu. Nowe zegarki działają na 60% poprzedniego modelu, co oznacza, że ​​tracą jedną sekundę nie w ciągu dwudziestu milionów lat, ale aż w pięciu miliardach.

• 

  Pomiar czasu

  Międzynarodowe porozumienie określiło jedyną dokładną częstotliwość rezonansu cząstki cezu. Jest to 9 192 631 770 herców - przy dzieleniu sygnału wyjściowego przez tę liczbę uzyskuje się dokładnie jeden cykl.