Sidste år, 2012, var det femogfyrre år siden, at menneskeheden besluttede at bruge atomart tidtagning til at måle tiden så nøjagtigt som muligt. I 1967, i det internationale SI-system, blev tidskategorien ikke længere bestemt af astronomiske skalaer - de blev erstattet af cæsiumfrekvensstandarden. Det var ham, der modtog det nu populære navn - atomure. Det nøjagtige tidspunkt, de tillader dig at bestemme, har en ubetydelig fejl på et sekund på tre millioner år, hvilket gør det muligt at bruge dem som en tidsstandard i ethvert hjørne af verden.
Lidt historie
Selve ideen om at bruge atomare vibrationer til ultrapræcis måling af tid blev først udtrykt i 1879 af den britiske fysiker William Thomson. I rollen som emitter af resonatoratomer foreslog denne videnskabsmand brugen af brint. De første forsøg på at omsætte ideen til praksis blev først gjort i 1940'erne. tyvende århundrede. Og verdens første fungerende atomurdukkede op i 1955 i Storbritannien. Deres skaber var den britiske eksperimentelle fysiker Dr. Louis Essen. Dette ur arbejdede på basis af vibrationer af cæsium-133 atomer, og takket være dem var forskerne endelig i stand til at måle tiden med meget større nøjagtighed end før. Essens første enhed tillod en fejl på ikke mere end et sekund for hvert hundrede år, men efterfølgende steg målingsnøjagtigheden mange gange, og fejlen pr. sekund kan kun akkumuleres i løbet af 2-3 hundrede millioner år.
Atomure: sådan fungerer de
Hvordan fungerer denne geniale "enhed"? Som en resonansfrekvensgenerator bruger atomure energiniveauerne for molekyler eller atomer på kvanteniveau. Kvantemekanikken etablerer en forbindelse mellem "atomkernen - elektroner"-systemet med flere diskrete energiniveauer. Hvis et sådant system er påvirket af et elektromagnetisk felt med en strengt specificeret frekvens, vil dette system gå fra et lavt niveau til et højt. Den omvendte proces er også mulig: overgangen af et atom fra et højere niveau til et lavere, ledsaget af udsendelse af energi. Disse fænomener kan kontrolleres og registreres alle energispring ved at skabe noget som et oscillerende kredsløb (det kaldes også en atomoscillator). Dens resonansfrekvens vil svare til energiforskellen mellem tilstødende atomare overgangsniveauer divideret med Plancks konstant.
Sådan et oscillerende kredsløb har ubestridelige fordele i forhold til dets mekaniske og astronomiske forgængere. For ensådan en atomoscillator, vil resonansfrekvensen af atomerne af ethvert stof være den samme, hvilket ikke kan siges om penduler og piezokrystaller. Derudover ændrer atomer ikke deres egenskaber over tid og slides ikke. Derfor er atomuret et ekstremt nøjagtigt og næsten evigt kronometer.
Nøjagtig tid og moderne teknologi
Telekommunikationsnetværk, satellitkommunikation, GPS, NTP-servere, elektroniske transaktioner på børsen, online-auktioner, proceduren for at købe billetter via internettet - alle disse og mange andre fænomener har længe været solidt etableret i vores liv. Men hvis menneskeheden ikke havde opfundet atomuret, ville alt dette simpelthen ikke være sket. Nøjagtig tid, synkroniseret med, som giver dig mulighed for at minimere eventuelle fejl, forsinkelser og forsinkelser, gør det muligt for en person at få mest muligt ud af denne uvurderlige uerstattelige ressource, som aldrig er for meget.
