Atomuhr: Geschichte und Moderne

In der Vergangenheit im Jahr 2012, 45 Jahre ab dem Zeitpunkt, beschlossen die Menschheit Atomzeitnehmung für die genaueste Messung der Zeit zu verwenden. Im Jahr 1967, die Internationalen SI wird Kategorie der Zeit nicht mehr von astronomischen Maßstäben bestimmt – sie kam Standard Cäsium Frequenz zu ersetzen. Dass er ein populärer Name jetzt – die Atomuhr. Die genaue Zeit, die sie ermöglichen es Ihnen in 3.000.000 Jahren einen kleinen Fehler in einer Sekunde, um zu bestimmen, können sie als Standard-Zeit überall in der Welt eingesetzt werden.

Ein wenig Geschichte

Die Idee der Verwendung von atomaren Schwingungen auf die genaue Messung der Zeit wurde erstmals im Jahr 1879 von dem britischen Physiker William Thomson vorgeschlagen. In der Rolle von Resonatoren Emitter-Atome, die Wissenschaftler vorschlagen Wasserstoff zu verwenden. Die ersten Versuche, die Idee in der Praxis nur in den 40er Jahren unternommen umzusetzen. zwanzigsten Jahrhunderts. Und die erste Arbeits Atomuhr der Welt erschien in Großbritannien im Jahr 1955. Ihr Schöpfer war der britische Experimentalphysiker Dr. Louis Essen. Wir arbeiteten diese Stunden auf der Grundlage der Cäsium-133-Atom Schwingungen und Wissenschaftlern, weil sie endlich in der Lage waren, mit viel größerer Genauigkeit Zeit zu messen, als es vorher war. Die erste Einheit in Essen zulässigen Fehler ist nicht mehr als eine Sekunde für all 100 Jahre, aber schließlich die Genauigkeit der Messungen wiederholt erhöht und der Fehler pro Sekunde ist nur 2-3 100.000.000 Jahre kommen.

Atomuhr: Betrieb

Wie funktioniert dieses kluge „Gerät“? Da die Resonanzfrequenz – Generator Atomuhren angewendet Energieniveaus der Moleküle oder auf der Quantenebene der Atome. Die Quantenmechanik stellt die Kommunikation „Nucleus – Elektronen“ System mit mehreren diskreten Energieniveaus. Wenn ein solches System wirkt sich das elektromagnetische Feld mit strikt vorgegebenen Frequenz, es wird ein Übergang des Systems von niedrig bis hoch sein. Es ist auch möglich, und der umgekehrte Prozess atomare Übergang von einem höheren Pegel zu einem niedrigen, gefolgt von Bestrahlung mit Energie. Diese Phänomene können überwachen und aufzeichnen, die alle Energien Sprünge, so etwas wie der Schwingkreis zu schaffen (auch als Atom Oszillator bekannt). Seine Resonanzfrequenz auf die Energiedifferenz zwischen benachbarten Stufen des Übergangs von Atomen, geteilt durch die Plancksche Konstante entspricht.

Diese Oszillationsschaltung hat unbestreitbare Vorteile gegenüber den mechanischen und astronomischen Vorläufern. Für einen der Atomoszillatorresonanzfrequenz der Atom eines Stoffes ist das gleiche, was nicht die Pendel und piezoelektrische Kristalle. Darüber hinaus ändern sich die Atome nicht im Laufe der Zeit, ihre Eigenschaften und nicht verschleißen. Daher sind Atomuhr extrem präzise und nahezu ewige Chronometer.

Die genaue Zeit und moderne Technik

Die Telekommunikationsnetze, Satellitenkommunikation, GPS, NTP-Server, elektronische Transaktionen an der Börse, Online-Auktionen, die Prozedur von Tickets über das Internet zu kaufen – alle diese und viele anderen Phänomene sind seit langem in unserem Leben fest etabliert. Aber wenn die Menschheit die Atomuhr nicht erfunden hat, dies alles würde einfach nicht da. Die genaue Zeitsynchronisation, die Ihnen Fehler, Verzögerungen und Verzögerungen zu minimieren erlaubt, ermöglicht es, die Nutzung dieser wertvollen unersetzlichen Ressource zu maximieren, die nie zu viel haben.