Verlede jaar, 2012, was dit vyf-en-veertig jaar sedert die mensdom besluit het om atoomtydbepaling te gebruik om tyd so akkuraat moontlik te meet. In 1967, in die Internasionale SI-stelsel, is die kategorie van tyd nie meer deur astronomiese skale bepaal nie – dit is deur die sesiumfrekwensiestandaard vervang. Dit was hy wat die nou gewilde naam gekry het - atoomhorlosies. Die presiese tyd wat hulle jou toelaat om te bepaal, het 'n weglaatbare fout van een sekonde in drie miljoen jaar, wat dit moontlik maak om hulle as 'n tydstandaard in enige uithoek van die wêreld gebruik te word.
'n bietjie geskiedenis
Die idee om atoomvibrasies te gebruik vir ultra-presiese meting van tyd is vir die eerste keer in 1879 deur die Britse fisikus William Thomson uitgedruk. In die rol van die uitstraler van resonatoratome het hierdie wetenskaplike die gebruik van waterstof voorgestel. Die eerste pogings om die idee in die praktyk te bring, is eers in die 1940's aangewend. twintigste eeu. En die wêreld se eerste werkende atoomhorlosiehet in 1955 in die VK verskyn. Hulle skepper was die Britse eksperimentele fisikus Dr. Louis Essen. Hierdie horlosie het gewerk op grond van vibrasies van sesium-133-atome, en danksy hulle kon wetenskaplikes uiteindelik tyd met baie groter akkuraatheid as voorheen meet. Essen se eerste toestel het 'n fout van nie meer as 'n sekonde vir elke honderd jaar toegelaat nie, maar daarna het die akkuraatheid van metings baie keer toegeneem en die fout per sekonde kan eers in 2-3 honderdmiljoene jare ophoop.
Atoomhorlosies: hoe hulle werk
Hoe werk hierdie vernuftige "toestel"? As 'n resonante frekwensiegenerator gebruik atoomhorlosies die energievlakke van molekules of atome op die kwantumvlak. Kwantummeganika vestig 'n verband tussen die "atoomkern - elektrone"-stelsel met verskeie diskrete energievlakke. As so 'n stelsel deur 'n elektromagnetiese veld met 'n streng gespesifiseerde frekwensie geraak word, sal hierdie stelsel van 'n lae vlak na 'n hoë een gaan. Die omgekeerde proses is ook moontlik: die oorgang van 'n atoom van 'n hoër vlak na 'n laer een, gepaardgaande met die vrystelling van energie. Hierdie verskynsels kan beheer word en alle energiespronge aangeteken word deur iets soos 'n ossillatoriese stroombaan te skep (dit word ook 'n atoomossillator genoem). Sy resonansiefrekwensie sal ooreenstem met die energieverskil tussen naburige atoomoorgangsvlakke, gedeel deur Planck se konstante.
So 'n ossillatoriese stroombaan het onmiskenbare voordele bo sy meganiese en astronomiese voorgangers. Vir eenso 'n atoomossillator sal die resonansiefrekwensie van die atome van enige stof dieselfde wees, wat nie van slingers en piësokristalle gesê kan word nie. Daarbenewens verander atome nie hul eienskappe met verloop van tyd nie en slyt dit nie. Daarom is die atoomhorlosie 'n uiters akkurate en byna ewigdurende chronometer.
Presiese tyd en moderne tegnologie
Telekommunikasienetwerke, satellietkommunikasie, GPS, NTP-bedieners, elektroniese transaksies op die aandelebeurs, aanlynveilings, die prosedure om kaartjies via die internet te koop – al hierdie en vele ander verskynsels is lank reeds stewig in ons lewens gevestig. Maar as die mensdom nie die atoomhorlosie uitgevind het nie, sou dit alles eenvoudig nie gebeur het nie. Akkurate tyd, wat gesinchroniseer is waarmee jy enige foute, vertragings en vertragings kan verminder, stel 'n persoon in staat om die meeste van hierdie onskatbare onvervangbare hulpbron te maak, wat nooit te veel is nie.
