Čas, hodiny, minuty, sekundy ... kdo se po celý den nedíval na tisíce a jednou na hodiny, aby zjistil, jestli přijde pozdě nebo brzy na schůzku, aby zjistil, kolik vám ještě zbývá vystoupit pracovat nebo jednoduše vidět, jak rychle uběhne váš čas, když se bavíte v baru s přáteli nebo rodinou. Existují lidé, kteří postupují opatrně, a jiní, kteří jsou všude pozdě, protože nedívají na hodiny včas. Ale jistě jste si položili otázku, existují perfektně synchronizované hodiny, které všem označují přesný čas?
Ano, existuje a volá se atomové hodiny. Jedná se o hodiny, které fungují provozem čítače, který využívá atomovou rezonanci nebo vibrace. Jedná se o dosud nejpřesnější umělé hodinky. Chcete vědět, jak to funguje a z čeho je vyrobeno? Pokračujte v čtení a znáte všechna jeho tajemství.
Jak fungují atomové hodiny
Jak jsme již zmínili dříve, vědět, kdy je čas, může být nutné, abyste si vytvořili své každodenní plány a byli klidní. Proto musíte mít správně nastavený čas, abyste dobře věděli, v kterou denní dobu jste. Čas, který je brzy nebo pozdě, je pro nás k ničemu. S atomovými hodinami se nám to nestává, protože jsou nejpřesnější člověk, jaký kdy vytvořil.
Porovnáme-li je s tradičními mechanickými hodinkami, jejichž provoz vychází z kyvadla, je tento jiný. První pracuje s oscilací, která pohybuje řadou převodových stupňů spojených navzájem, aby označila konstantní rytmus, který označuje přechod sekund, minut a hodin. Atomové hodiny však pracují podle frekvence energetických variací atomů v oblasti mikrovlnného elektromagnetického spektra.
Hodinky používají materiál zvaný Maser. Jedná se o mikrovlnný zesilovač pro stimulovanou emisi záření. I když to zní složitě, není to nic jiného než systém schopný zesílit nejslabší signály a transformovat je do mikrovlnné třásně elektromagnetického spektra. Je to jako laser.
Tento Maser je čerpán rádiovým vysílačem s frekvence 0,000000001 sekund za den. Přesnost tohoto čerpání je velmi velká. Z tohoto důvodu, když je rádiový emitor spojen s frekvencí ve variacích záření atomového prvku, jsou tam přítomné ionty schopné absorbovat uvedené záření a emitovat světlo. To vše probíhá díky emisím rádiových vln.
Transformace dat do času
Když ionty absorbují záření a emitují světlo, fotoelektrický článek zachytí přesný okamžik, ve kterém je světlo emitováno, a obvodem zahájí spojení s měřičem. Počítadlo je kus, který má na starosti záznam kolikrát začne emitovat očekávaná vlna.
Všechna data, která se získají v počitadle časů, kdy iont vydává světlo, se předávají do počítače. Je to v okamžiku, kdy se začnou provádět všechny operace nezbytné k odeslání pulzů do přijímačů. Koncové přijímače jsou ty, které nám vizuálně ukazují správný čas.
Izotop používaný k absorpci záření a emitování světla je cesium 133. Tento izotop je zahříván, aby mohl uvolňovat své atomy, a s elektrickými náboji, které mají, může být veden prázdnou trubicí s elektromagnetickým polem, které funguje jako filtr, takže pouze atomy, jejichž energetický stav je ten, který je potřebný může projít.
Důležitost atomových hodin
Určitě jste přemýšleli o tom, že budete mít atomové hodiny, abyste měli tu nejlepší přesnost na světě a nikdy nikde nezpozdili. Jedná se však o hodinky určené pro výzkum vzhledem k jejich velké přesnosti. Nepoužívá se pouze k měření času chemických reakcí nebo k provádění experimentů, u nichž je třeba vzít v úvahu čas. Je docela užitečné to vědět variace, které existují v rychlosti času.
Dosud jedním z nejúplnějších a nejznámějších experimentů, ve kterých byly použity atomové hodiny, je vyslání letadel v opačném směru kolem Země. Jakmile letadla odlétnou od svého původu, hodiny se spustí a změří se čas potřebný k jejich příletu. Takto se to ověřuje speciální teorie relativity. Dalším experimentem je umístění atomových hodin v suterénu mrakodrapu a další na střeše, aby se zjistil rozdíl mezi nimi. Pro tyto typy experimentů potřebujete hodiny, které mají velkou přesnost.
V současné době se tyto atomové hodiny používají pro tvorbu satelitů GPS, které jsme zvyklí používat ve svých smartphonech nebo automobilech. Proto je čas těchto zařízení velmi přesný. Jak je vidět, nemá omezující laboratorní použití, ale nepřímo je používáme všichni.
Můžeme mít ruční atomové hodiny?
Kdo nechce mít ve svých rukou tak přesné hodinky, aby šli všude a věděli přesný čas. Atomové hodiny se však nikdy nedostanou do našich rukou. Mají velký problém a je to proto, aby měli tak dobrou přesnost vyžadují velmi stabilní prostředí a velmi nízké teploty. Pouze v těchto prostředích se do popředí dostává přesná přesnost atomových hodin.
Na druhou stranu hodinky, které si v současné době můžeme pořídit jsou docela přesné a odhaduje se, že by to nemělo skvělé tržní možnosti. Vzhledem k jeho součástem a obtížnosti při údržbě by to byly hodinky s vysokými náklady a na trzích by to neubralo. Neexistuje velká vyhlídka na prodej, která podporuje vývoj mechanismů pro atomové náramkové hodinky.
Na světě můžete neustále pozorovat lidi, kteří nevědí, co mají dělat se svými penězi, a možná je tato skupina lidí ochotna platit velmi vysoké ceny za tento typ hodinek tak přesných na zápěstí. Dobrou možností na trhu může být jen to, že mají něco jedinečného a odlišného od ostatních lidí.
Ať je to jakkoli, je to druh hodinek, které jsou pro vědu velmi nezbytné a které pomáhají lépe porozumět světu, ve kterém žijeme.