ساعة ذرية

الوقت والساعات والدقائق والثواني ... الذي لم ينظر إلى ألف مرة على مدار اليوم ليرى ما إذا كان يصل متأخرًا أو مبكرًا عن موعد ، لترى كم تبقى لديك لتخرج من العمل أو ببساطة تعرف على السرعة التي يمر بها وقتك عندما تقضي وقتًا ممتعًا في البار مع الأصدقاء أو العائلة. هناك أشخاص يقدمون عقارب الساعة لتوخي الحذر وآخرون يتأخرون في كل مكان لأنهم لا ينظرون إلى الساعة في الوقت المحدد. لكنك بالتأكيد سألت نفسك سؤالًا ، هل ستكون هناك ساعة متزامنة تمامًا تحدد الوقت المحدد للجميع؟

نعم هو موجود ويسمى ساعة ذرية. إنها ساعة تعمل عن طريق تشغيل عداد يستخدم الرنين الذري أو الاهتزاز. إنها أدق ساعة من صنع الإنسان حتى الآن. هل تريد أن تعرف كيف يعمل وما هو مصنوع؟ استمر في القراءة واعرف كل أسرارها.

كيف تعمل الساعة الذرية

كما ذكرنا سابقًا ، قد يكون من الضروري معرفة الوقت في أي وقت لوضع خططك اليومية والهدوء. لذلك ، يجب أن يكون لديك ساعة مضبوطة جيدًا لتعرف جيدًا الوقت من اليوم الذي تتواجد فيه. الساعة المبكرة أو المتأخرة لا تفيدنا. مع الساعة الذرية لم يحدث هذا لنا لأنه كذلك أدق إنسان على الإطلاق.

إذا قارناها بالساعة الميكانيكية التقليدية ، التي تستند في عملها على بندول ، فهذه الساعة مختلفة. الأول يعمل بتذبذب يحرك سلسلة من التروس المرتبطة ببعضها البعض لضبط إيقاع ثابت يشير إلى مرور الثواني والدقائق والساعات. ومع ذلك ، تعمل الساعة الذرية بتردد التغيرات النشطة للذرات في منطقة الطيف الكهرومغناطيسي الميكروويف.

تستخدم الساعة مادة تسمى Maser. إنه مكبر للصوت بالموجات الدقيقة لتحفيز انبعاث الإشعاع. على الرغم من أنه يبدو معقدًا ، إلا أنه ليس أكثر من نظام قادر على تضخيم أضعف الإشارات وتحويلها إلى حافة الميكروويف من الطيف الكهرومغناطيسي. إنه مثل الليزر.

يتم ضخ هذا المازر بواسطة جهاز إرسال لاسلكي به بمعدل 0,000000001 ثانية في اليوم. دقة هذا الضخ كبيرة جدًا. لهذا السبب ، عندما يقترن باعث الراديو بالتردد في اختلافات إشعاع عنصر ذري ، فإن الأيونات الموجودة قادرة على امتصاص الإشعاع المذكور وانبعاث الضوء. كل هذا يحدث بفضل انبعاثات الموجات اللاسلكية.

تحويل البيانات إلى وقت

عندما تمتص الأيونات الإشعاع وتنبعث منه الضوء ، تلتقط الخلية الكهروضوئية اللحظة الدقيقة التي ينبعث فيها الضوء ومن خلال الدائرة تبدأ الاتصال بمقياس. العداد هو القطعة المسؤولة عن القدرة على التسجيل عدد المرات التي تبدأ فيها الموجة المتوقعة في الانبعاث.

يتم تمرير جميع البيانات التي يتم الحصول عليها في عداد الأوقات التي ينبعث منها الضوء إلى جهاز كمبيوتر. عندما تبدأ جميع العمليات اللازمة لإرسال النبضات إلى المستقبلات. المستقبلات النهائية هي التي تظهر لنا الوقت الصحيح بصريًا.

النظير المستخدم لامتصاص الإشعاع وانبعاث الضوء هو السيزيوم 133. يتم تسخين هذا النظير حتى يتمكن من إطلاق ذراته ، ومع الشحنات الكهربائية التي يمتلكها ، يمكن توصيلها من خلال أنبوب فارغ مع مجال كهرومغناطيسي يعمل كمرشح بحيث يمكن فقط للذرات التي تكون حالة طاقتها هي الحالة المطلوبة. .

أهمية الساعة الذرية

من المؤكد أنك فكرت في امتلاك ساعة ذرية للحصول على أفضل دقة في العالم ولا تتأخر أبدًا في أي مكان. ومع ذلك ، فهي ساعة مخصصة للبحث نظرًا لدقتها الفائقة. لا يتم استخدامه فقط لتوقيت أوقات التفاعلات الكيميائية أو لإجراء تجارب حيث يكون الوقت متغيرًا مهمًا يجب أخذه في الاعتبار. من المفيد جدا أن تعرف الاختلافات الموجودة في سرعة الزمن.

حتى الآن ، كانت إحدى التجارب الأكثر اكتمالاً وشهرة التي استخدمت فيها الساعة الذرية هي إرسال طائرات في اتجاهات متعاكسة حول الأرض. بمجرد أن تغادر الطائرات من أصولها ، تبدأ الساعة ويتم قياس الوقت الذي يستغرقه وصول كلاهما. هذه هي الطريقة التي يتم التحقق من ذلك النسبية الخاصة تحمل. تجربة أخرى هي وضع ساعة ذرية في قبو ناطحة سحاب وأخرى على السطح لمعرفة الفرق بين الاثنين. لهذه الأنواع من التجارب ، تحتاج إلى ساعة ذات دقة عالية.

حاليًا ، تُستخدم هذه الساعة الذرية لتشكيل أقمار GPS الصناعية التي اعتدنا استخدامها في هواتفنا الذكية أو سياراتنا. لذلك ، فإن وقت هذه الأجهزة دقيق للغاية. مما يمكن رؤيته ، فإنه ليس له استخدام مخبري مقيد ، ولكنه مستخدم بشكل غير مباشر من قبلنا جميعًا.

هل يمكننا الحصول على ساعة ذرية محمولة؟

من لا يريد أن يكون لديه ساعة بهذه الدقة بين يديه للذهاب إلى كل مكان مع العلم بالوقت المحدد. ومع ذلك ، لا يمكن للساعات الذرية أن تصل إلى أيدينا. لديهم مشكلة كبيرة وهي أنه من أجل الحصول على مثل هذه الدقة الجيدة تتطلب بيئات مستقرة للغاية ودرجات حرارة شديدة البرودة. فقط في هذه البيئات تظهر الدقة الدقيقة للساعة الذرية في المقدمة.

من ناحية أخرى ، الساعات التي يمكننا الحصول عليها حاليًا إنها دقيقة تمامًا وقد تم تقدير أنها لن تحتوي على خيارات سوق رائعة. نظرًا لمكوناتها وصعوبة صيانتها ، ستكون ساعة عالية التكلفة ولن تحدث تأثيرًا في الأسواق. لا يوجد احتمال كبير للبيع يشجع على تطوير آليات لساعة يد ذرية.

يمكنك باستمرار مراقبة الأشخاص في العالم الذين لا يعرفون ماذا يفعلون بأموالهم وربما تكون هذه المجموعة من الأشخاص على استعداد لدفع أسعار باهظة جدًا مقابل هذا النوع من الساعات الدقيقة جدًا على معصمهم. فقط للقول أن لديهم شيئًا فريدًا ومختلفًا عن الآخرين قد يكون خيارًا جيدًا في السوق.

مهما كان الأمر ، فهو نوع من الساعات ضروري جدًا للعلم ويساعد على فهم العالم الذي نعيش فيه بشكل أفضل.