Aeg, tunnid, minutid, sekundid ... kes pole terve päeva jooksul tuhat korda kella vaadanud, et näha, kas ta saabub hilja või vara kohtumisele, et näha, kui palju teil on veel maha tulla töötada või lihtsalt vaadata, kui kiiresti teie aeg möödub, kui veedate sõprade või perega baaris mõnusalt aega. On inimesi, kes edendavad kella ettevaatlikkust, ja teisi, kes hilinevad kõikjal, sest nad ei vaata kella õigel ajal. Kuid kindlasti olete endalt küsinud, kas on olemas täiuslikult sünkroniseeritud kell, mis tähistab kõigi jaoks täpset aega?
Jah, see on olemas ja seda nimetatakse aatomkell. See on kell, mis töötab aatomresonantsi või vibratsiooni kasutava loenduri abil. See on seni kõige täpsem inimese loodud kell. Kas soovite teada, kuidas see töötab ja millest see koosneb? Jätkake lugemist ja teadke kõiki selle saladusi.
Kuidas aatomkell töötab
Nagu me juba varem mainisime, võib teie päevaplaanide koostamiseks ja rahulikuks muutmiseks olla vajalik kellaaja teadmine igal ajal. Seetõttu peab teil olema täpselt seadistatud kell, et teada saada täpselt kellaaega. Varasest või hilisest kellast pole meile kasu. Aatomkellaga seda meiega ei juhtu, sest nii on kõige täpsem mees, kes on kunagi loonud.
Kui võrrelda seda traditsioonilise mehaanilise kellaga, mille töö põhineb pendlil, on see teine. Esimene töötab võnkega, mis liigutab üksteisega seotud hammasrataste seeriat, et tähistada püsivat rütmi, mis näitab sekundite, minutite ja tundide möödumist. Kuid aatomkell töötab aatomite energeetiliste muutuste sageduse järgi mikrolaineahju elektromagnetilise spektri piirkonnas.
Kell kasutab materjali nimega Maser. See on mikrolaine võimendi stimuleeritud kiirguse kiirgamiseks. Ehkki see kõlab keerukalt, pole see midagi muud kui süsteem, mis on võimeline võimendama kõige nõrgemaid signaale ja muundama need elektromagnetilise spektri mikrolaineahjuks. See oleks nagu laser.
Seda Maserit pumpab raadiosaatja koos sagedus 0,000000001 sekundit päevas. Selle pumpamise täpsus on väga suur. Sel põhjusel, kui raadiosaatja on ühendatud aatomielemendi kiirguse variatsioonide sagedusega, on seal olevad ioonid võimelised nimetatud kiirgust neelama ja valgust kiirgama. Kõik see toimub tänu raadiolainete kiirgusele.
Andmete teisendamine ajaks
Kui ioonid neelavad kiirgust ja kiirgavad valgust, tabab fotoelement täpselt valguse kiirgamise hetke ja alustab kontuuri kaudu ühendust loenduriga. Lett on tükk, mille ülesandeks on salvestada eeldatava laine kiirgamiskordade arv.
Kõik andmed, mis saadakse iooni valguse kiirguse loendurist, edastatakse arvutisse. See on siis, kui hakatakse tegema kõiki impulsside vastuvõtjatele saatmiseks vajalikke toiminguid. Lõppvastuvõtjad on need, mis näitavad meile visuaalselt õiget aega.
Kiirguse neelamiseks ja valguse kiirgamiseks kasutatav isotoop on tseesium 133. Seda isotoopi kuumutatakse, et see saaks vabastada oma aatomid ja koos nende valduses olevate elektrilaengutega juhtida neid läbi tühja toru elektromagnetväljaga, mis toimib filtrina nii, et ainult aatomid, mille energiaolek on vajalik saab läbida.
Aatomkella tähtsus
Kindlasti olete mõelnud sellele, et teil oleks aatomikell, et oleksite maailma parim täpsus ja mitte kunagi kuskile hiljaks jääma. Kuid see on suur täpsust arvestades uurimiseks mõeldud kell. Seda ei kasutata mitte ainult keemiliste reaktsioonide aegade ajastamiseks ega eksperimentide läbiviimiseks, kus aeg on oluline muutuja, millega arvestada. Seda on üsna kasulik teada aja kiiruses esinevad variatsioonid.
Siiani on üks terviklikumaid ja kuulsamaid katseid, milles aatomikella on kasutatud, lennukite saatmine ümber Maa vastassuundades. Kui lennukid lähtekohast väljuvad, käivitatakse kell ja mõõdetakse mõlema saabumiseks kuluvat aega. Nii kontrollitakse seda erirelatiivsusteooria kehtib. Teine katse on paigutada aatomikell pilvelõhkuja keldrisse ja teine katusele, et näha nende kahe erinevust. Seda tüüpi katsete jaoks vajate väga täpset kella.
Praegu kasutatakse seda aatomkella GPS-satelliitide moodustamiseks, mida oleme harjunud oma nutitelefonides või autodes kasutama. Seetõttu on nende seadmete aeg väga täpne. Nagu nähtub, ei ole sellel laboratoorset kasutamist piiravat, vaid seda kasutavad me kõik kaudselt.
Kas meil võib olla pihuarvutiga aatomkell?
Kes ei tahaks, et nii täpne kell oleks nende käes, et minna täpset aega teades kõikjale. Kuid aatomkellad ei jõua kunagi meie kätte. Neil on suur probleem ja see on nii hea täpsuse saavutamiseks vajavad väga stabiilset keskkonda ja väga külma temperatuuri. Ainult nendes keskkondades tuleb esile aatomkella täpne täpsus.
Teiselt poolt kellad, mida praegu saame soetada need on üsna täpsed ja arvatakse, et sellel poleks suuri turuvõimalusi. Arvestades selle komponente ja raskusi hoolduses, oleks see kõrge hinnaga kell ja ei teeks turgudel mõlki. Müügil pole kuigi palju väljavaateid, mis julgustaksid aatomkellade olemasolu mehhanismide väljatöötamist.
Maailmas saab pidevalt jälgida inimesi, kes ei tea, mida oma rahaga peale hakata, ja võib-olla on see inimrühm valmis maksma seda tüüpi randmel nii täpse kella eest väga kõrgeid hindu. Lihtsalt öelda, et neil on midagi ainulaadset ja teistest inimestest erinevat, võiks olla hea turuvõimalus.
Olgu see kuidas on, aga see on teaduse jaoks väga vajalik kellatüüp, mis aitab paremini mõista maailma, kus elame.