Атомски часовник - точното време и сите информации за прима; рен часовник
Објаснување
Атомскиот часовник е таканаречен примарен часовник. Ова значи дека има најпрецизна индикација за времето од сите часовници. Нормалните рачни часовници имаат прогресивно отстапување од реалното време од околу една секунда на ден. Ваквите отстапувања се неподносливи во науката. Денешните верзии имаат отстапување само од една секунда во милион години. На почетокот на 2012 година, американските истражувачи дури создадоа атомски примарен часовник со отстапување од една секунда во текот на 140 милијарди години.
Атомските часовници се водечки вредности за сите часовници во светот, било да се тоа радио часовници, телевизиско прикажување време или единици за индустриска контрола. Сепак, овие часовници обично се ажурираат само по час, што значи дека сè уште може да има мали отстапувања.
Како работи атомски часовник
Едноставно кажано, атомскиот часовник е конструиран на ист начин како и секој друг часовник во светот. Работи врз основа на часовник и бројач. Но, наместо нишало или рамнотежно тркало, генераторите на часовникот се атоми на Касиум.
Атомите на казиумот прво испаруваат во комора како печка и се склопуваат во зрак од атоми. Преку овој процес, атомите на казиум достигнуваат една од двете можни состојби, кои повеќе не можат да ги менуваат дури и без надворешно влијание.
Атомскиот зрак тогаш удира во магнетно поле кое ги одделува атомите според нивната состојба, така што атомскиот зрак ја содржи само посакуваната состојба (прикажано на графиконот со сини кругови).
Следниот неопходен чекор е да се натераат „исчистените“ атоми во зракот да ја променат состојбата за да можат да се платат овие промени на состојбата. Дејството на микробранова радијација е потребно за ова. Ова зрачење со микробранова печка има слободно изборна фреквенција, која може да се напојува во таканаречениот резонатор.
Целта на резонаторот е да генерира микробранова фреквенција што е што е можно поточно природна фреквенција на атомскиот зрак Казиум. Ова е затоа што повеќето од промените во состојбата се генерираат во атомите на казиумот.
Со цел да се утврди оваа фреквенција на микробрановото зрачење што е можно поконзистентно, затоа мора да се обрне внимание на поставената фреквенција на која повеќето атоми на казиум ја сменија својата состојба. Ова се прави со помош на бројач кој е поставен на крајот од атомскиот зрак. Така што само атомите со новата изменета состојба пристигнуваат во овој бројач (прикажано на портокалово на графиконот), атомите со старата непосакувана состојба (прикажани со сина боја) се оттргнуваат од шалтерот со второ магнетно поле.
Оваа структура би довела до заклучок дека повеќето атоми ја менуваат својата состојба точно на 9.192.631.770 Hz. Единицата Hz значи дека поминала една секунда по 9.192.631.770 осцилации.
Приказната за потеклото на атомското време
Историјата на атомскиот часовник започнува во 1945 година кога американскиот физичар Исидор Раби предложил изградба на часовник по неговото истражување за методот на магнетна резонанца.
Таков часовник беше развиен и презентиран од Харолд Лајонс во Националното биро за стандарди веќе во 1949 година. За разлика од денешните атомски часовници, часовникот од тоа време користел молекули на амонијак наместо атоми на казиум како извор за вибраторот.
Сепак, брзо беше препознаено дека посакуваната точност не е постигната со молекулите на амонијак. Поради оваа причина, атомите на казиум биле користени за прв пат во 1952 година кога атомскиот часовник бил понатаму развиен. Овој часовник го доби името НБС-1.
Неколку години подоцна (1955 година) во Велика Британија беше развиен нов атомски часовник на Казиум од страна на физичарите Луис Есен и V.В.Л. Пари, кој дотогаш ги даваше најпрецизните временски информации од сите. Оваа невидена точност беше исто така причина што овие примарни часовници го дефинираа времетраењето на секундата на меѓународно ниво.
Дефиницијата е: „Вториот е 9.192.631.770 пати поголем од периодот на зрачење што одговара на преминот помеѓу двете хиперфини нивоа на основната состојба на атомите на нуклидот 133С“. Оваа дефинирана секунда се нарекува атомска секунда и времето кое е определено од атомската секунда се нарекува атомско време.
Во 1969 година атомскиот часовник CS1 беше пуштен во употреба во Physikalisch-Technische Bundesanstalt (abbr.: PTB) во Брауншвајг. Само девет години подоцна, законот за време од 26 јули 1978 година го донесе законското утврдување на времето на ПТБ, а со тоа и на ЦС1.
Во 1985 година, друг атомски часовник на Казиум, наречен CS2, беше пуштен во употреба во Брауншвајг, кој беше одговорен за законското мерење на времето од 1991 година. До денес, CS2 ги обезбедува сите радио контролирани часовници и Интернет со точното време.