Атомний годинник

У міру розвитку технологій годинник ставали все більш точними. Показання ранніх механічних годинників (таких, наприклад, як годинник XIV в. В Дуврський замку) відхилялися від точного часу на кілька хвилин в день. Коли в XVII в. стали широко використовуватися маятниковий годинник, їх точність дозволяла відраховувати вже не тільки години, але і хвилини. У XX в. точність ходу кварцових годин становила частки секунди в день. У 1980-х рр. цезієві атомний годинник давали відхилення від точного часу, яке склало б менше секунди за 3000 років. А в 2009 р цезієві фонтанні атомний годинник NIST-F1 йшли з точністю до секунди за 60 млн років!

Атомний годинник настільки точні, тому що використовують періодичні процеси при переходах між двома різними енергетичних станами атомів. Атоми одного і того ж ізотопу (ядра яких мають однакове число нуклонів) ідентичні скрізь і завжди, тому на їх основі можна створити незалежні і абсолютно однаково йдуть годинник, який синхронно вимірювати часові інтервали між подіями. Однією з моделей атомних годин є цезієвий годинник – в них при деякій частоті в мікрохвильовому діапазоні атоми переходять з одного стану в інший. Атоми цезію починають флуоресцировать при природній резонансній частоті 9192631770 Гц (число коливань в секунду). У наші дні ця частота використовується для визначення еталону часу – секунди. Показання багатьох цезієвих годин всюди в світі усереднюються для отримання міжнародної шкали часу.

Один із прикладів застосування атомних годин – це GPS (global positioning system – система глобального позиціонування). Ця система використовує мережу супутників, що дозволяють користувачеві дізнатися своє місцезнаходження. Для забезпечення точності супутники повинні посилати точно синхронізовані радіоімпульси, за якими приймають пристрою знаходять своє місце розташування.

Перші точні атомні годинники були створені англійським фізиком Льюїсом Ессеном в 1955 р В них використовувалися переходи між енергетичними рівнями атома цезію. Для підвищення точності ходу і зменшення вартості в лабораторіях по всьому світу постійно вивчаються можливості використання в годинах інших атомів і ведуться пошуки нових методів точного вимірювання часу.

Посилання на основну публікацію