Zegary atomowe, gdy jest napisane podzielić sekundę

ZEGARY ATOMOWE: CZAS MIERZONY ATOMAMI

ustaw dokładny czas przez 15 miliardów lat, to znaczy starszy niż wiek, za jaki uważa się Wszechświat! Z pewnością najdokładniejszy zegar na świecie, zbudowany przez naukowców z Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST) USA, to nie potrwa długo (podobnie jak Układ Słoneczny z naszą Ziemią, prawdę mówiąc), ale twoja dokładność jest niesamowita.

Który system jest w stanie tak dokładnie mierzyć czas? Odpowiedź pochodzi ze świata bardzo małych: atomów. Pierwszy zegar atomowy został wynaleziony w 1949 dobrze w NIST i od tego czasu zbudowano wiele różnych typów, coraz dokładniejszych, a niektóre z nich używamy również na co dzień.

JAK WYKONANY JEST ZEGAR ATOMOWY?

Czy wiesz stare zegary dziadków? Otóż ​​wszystkie zegary do odmierzania czasu muszą opierać się na zdarzeniu, które powtarza się zawsze tak samo, czyli „okresie”. Jednak wahania wahadła nie są stałe i dlatego naukowcy wciąż szukają czegoś, co wibruje zawsze w tym samym „tempie”

Próbowali z płatki kwarcu, ale z biegiem lat zawalić się: zmiany wibracji i pożegnanie precyzji.

Ale co pozostaje niezmienione?

Intuicja była z James Clerk Maxwell, ważny angielski matematyk i fizyk XIX wieku: jeśli chcemy trwałych i stabilnych pomiarów, musimy użyć atomów, ponieważ są wieczne i wszystkie doskonale do siebie podobne.

A więc – wyjaśnia Salvatore Micalizio, badacz w Narodowym Instytucie Badań Metrologicznych (Inrim) w Turynie – atomy tego samego pierwiastka są takie same, niezależnie od tego, czy znajdują się na Ziemi, czy na Marsie. A jeśli zbudujemy maszyna, w której atomy napędzają ręce, więc mamy bardzo dokładny zegar

JAK BUDUJE SIĘ ZEGARY ATOMOWE?

Na pierwszym miejscu – kontynuuje badacz – element jest wybrany: dziś jest używany przede wszystkim cez, ponieważ ma prostą strukturę atomową. atomy są następnie uderzane przez fale elektromagnetyczne. Trudność polega na w znalezieniu odpowiedniej częstotliwości dla każdego typu elementu. To trochę’ jak szukać stacji radiowej, gdy nie czujesz się dobrze: poruszamy się tam iz powrotem za pomocą przycisków, aż sygnał będzie doskonały. Podobnie, zmieniamy częstotliwość energii, aż znajdziemy właściwą, a atomy „zareagują”, my, fizycy, mówimy, że rezonują. W przypadku cezu prawidłowa częstotliwość to mikrofale 9 GHz, które mają długość fali około 3 centymetrów

  • Zegary atomowe zwane „Fontanna cezu” (bo atomy wytryskują jak krople wody z fontanny) tracą sekundę co 150 milionów lat – wiek geologiczny!
  • Jeszcze dokładniejsze zegary atomowe to te, które zależą od innych elementów. reagują na promienie laserowe, to jest dla lekki.
  • Zegar atomowy zbudowany z pierwiastka iterbna przykład wykorzystuje takes żółte światło który ma długość fali 578 nanometrów (jeden nanometr to jedna miliardowa metra). Cała ta obsesja na punkcie wyczucia czasu ma więcej niż jeden powód. Na przykład pozycje geograficzne są ustalane poprzez pomiar czasu, jaki zajmuje sygnałowi emitowanemu przez satelitę dotarcie do odbiorników naziemnych: im dokładniejszy pomiar czasu, tym dokładniejszy pomiar pozycji;.

Nasi nawigatorzy otrzymują również sygnał z satelity, na którym zegar atomowy na pokładzie zakoduje dokładny czas.

Jest więc powód czysto naukowy: mierząc częstotliwości atomów niektóre teorie fizyki można zweryfikować, podobnie jak Względność Einsteina.

Tekst Tiziana Moriconi

Dodaj komentarz