Nel passato, il 2012, ha compiuto quarantacinque annidal momento in cui l'umanità ha deciso di utilizzare il cronometraggio atomico per misurare il tempo il più accuratamente possibile. Nel 1967, nel sistema internazionale SI, la categoria del tempo cessò di essere determinata da scale astronomiche - furono sostituite dallo standard di frequenza del cesio. Era lui che ha ottenuto il nome popolare oggi - l'orologio atomico. Il tempo esatto che permettono di determinare ha un errore insignificante di un secondo su tre milioni di anni, il che rende possibile utilizzarli come standard di tempo in qualsiasi parte del mondo.
Un po 'di storia
L'idea stessa di usare le vibrazioni degli atomi perLa misurazione del tempo super precisa fu espressa per la prima volta nel 1879 dal fisico britannico William Thomson. Nel ruolo dell'emettitore di atomi di risonatore, questo scienziato ha proposto di utilizzare l'idrogeno. I primi tentativi di attuare l'idea nella pratica sono stati intrapresi solo negli anni '40. Novecento. E i primi orologi atomici funzionanti al mondo apparvero nel 1955 nel Regno Unito. Il loro creatore era il fisico sperimentale britannico Dr. Louis Essen. Questi orologi hanno funzionato sulla base delle oscillazioni degli atomi di cesio-133 e grazie a loro, gli scienziati sono stati finalmente in grado di misurare il tempo con una precisione molto maggiore rispetto a prima. Il primo dispositivo di Essen consentiva un errore di non più di un secondo ogni cento anni, ma successivamente l'accuratezza delle misurazioni aumentava molte volte e l'errore al secondo poteva verificarsi solo in 2-3 milioni di anni.
Orologio atomico: principio di funzionamento
Come funziona questo ingegnoso "dispositivo"?Gli orologi atomici usano i livelli di energia di molecole o atomi a livello quantico come generatore di frequenza di risonanza. La meccanica quantistica stabilisce una connessione tra il sistema "nucleo atomico - elettroni" e diversi livelli di energia discreta. Se un campo elettromagnetico con una frequenza rigorosamente specificata agirà su tale sistema, allora questo sistema passerà da un livello basso a uno alto. È anche possibile il processo inverso: la transizione di un atomo da un livello superiore a uno basso, accompagnato da radiazioni di energia. Questi fenomeni possono essere controllati e registrati tutti i salti di energia, creando qualcosa come un circuito oscillatorio (è anche chiamato un oscillatore atomico). La sua frequenza di risonanza corrisponderà alla differenza di energia dei livelli di transizione atomica vicini, divisa per la costante di Planck.
Tale circuito oscillatorio ha innegabilevantaggi rispetto ai loro predecessori meccanici e astronomici. Per uno di questi oscillatori atomici, la frequenza di risonanza degli atomi di qualsiasi sostanza sarà la stessa, cosa che non si può dire di pendoli e piezocristalli. Inoltre, gli atomi non cambiano le loro proprietà nel tempo e non si consumano. Pertanto, un orologio atomico è un cronometro estremamente preciso e quasi senza tempo.
Tempo esatto e tecnologia moderna
Reti di telecomunicazione, comunicazioni satellitari,GPS, server NTP, transazioni elettroniche in borsa, aste online, procedura per l'acquisto di biglietti attraverso Internet - tutti questi e molti altri fenomeni sono stati a lungo saldamente radicati nella nostra vita. Ma se l'umanità non avesse inventato l'orologio atomico, tutto ciò non sarebbe semplicemente accaduto. L'ora esatta, la sincronizzazione con la quale consente di ridurre al minimo eventuali errori, ritardi e ritardi, consente a una persona di sfruttare al massimo questa preziosa risorsa insostituibile, che non è mai troppo.
