L'heure, les heures, les minutes, les secondes ... qui n'a pas regardé mille et une fois l'horloge tout au long de la journée pour voir s'il arrive en retard ou en avance pour un rendez-vous, pour voir combien il vous reste pour sortir du travail ou simplement Voyez à quelle vitesse votre temps passe lorsque vous vous amusez au bar avec des amis ou en famille. Il y a des gens qui avancent l'horloge pour être prudents et d'autres qui sont en retard partout parce qu'ils ne regardent pas l'horloge à l'heure. Mais vous vous êtes sûrement posé la question, y a-t-il une horloge parfaitement synchronisée qui marque l'heure exacte pour tout le monde?
Oui ça existe et ça s'appelle horloge atomique. C'est une horloge qui fonctionne en actionnant un compteur qui utilise une résonance atomique ou une vibration. C'est la montre artificielle la plus précise à ce jour. Voulez-vous savoir comment cela fonctionne et de quoi il est fait? Continuez à lire et connaissez tous ses secrets.
Comment fonctionne l'horloge atomique
Comme nous l'avons déjà mentionné, connaître l'heure à tout moment peut être nécessaire pour faire vos projets au jour le jour et être calme. Par conséquent, vous devez avoir une horloge bien réglée pour bien connaître l'heure de la journée. Une horloge en avance ou en retard ne nous est d'aucune utilité. Avec l'horloge atomique, cela ne nous arrive pas car c'est l'homme le plus précis jamais créé.
Si on la compare à la montre mécanique traditionnelle, qui fonde son fonctionnement sur un pendule, celle-ci est différente. Le premier fonctionne avec une oscillation qui déplace une série d'engrenages associés les uns aux autres pour définir un rythme constant qui indique le passage des secondes, des minutes et des heures. Cependant, l'horloge atomique fonctionne par la fréquence des variations énergétiques des atomes dans la région du spectre électromagnétique micro-onde.
La montre utilise un matériau appelé Maser. C'est un amplificateur micro-ondes pour l'émission stimulée de rayonnement. Bien que cela semble complexe, ce n'est rien de plus qu'un système capable d'amplifier les signaux les plus faibles et de les transformer en frange hyperfréquence du spectre électromagnétique. C'est comme si c'était un laser.
Ce Maser est pompé par un émetteur radio avec une fréquence de 0,000000001 seconde par jour. La précision de ce pompage est très grande. Pour cette raison, lorsque l'émetteur radio est couplé à la fréquence dans les variations du rayonnement d'un élément atomique, les ions qui s'y trouvent sont capables d'absorber ledit rayonnement et d'émettre de la lumière. Tout cela se fait grâce aux émissions d'ondes radio.
Transformation des données dans le temps
Lorsque les ions absorbent le rayonnement et émettent de la lumière, une cellule photoélectrique capte le moment exact où la lumière est émise et à travers un circuit commence la connexion avec un compteur. Le compteur est la pièce chargée de pouvoir enregistrer le nombre de fois où la vague attendue commence à émettre.
Toutes les données obtenues dans le compteur des moments où l'ion émet de la lumière sont transmises à un ordinateur. C'est alors que toutes les opérations nécessaires à l'envoi des impulsions aux récepteurs commencent à être effectuées. Les récepteurs finaux sont ceux qui nous montrent visuellement l'heure correcte.
L'isotope utilisé pour absorber le rayonnement et émettre de la lumière est le césium 133. Cet isotope est chauffé pour qu'il puisse libérer ses atomes et, avec les charges électriques qu'ils possèdent, ils peuvent être conduits à travers un tube vide avec un champ électromagnétique qui agit comme un filtre afin que seuls les atomes dont l'état énergétique est celui qui est nécessaire puissent passer à travers. .
Importance de l'horloge atomique
Vous avez sûrement pensé à avoir une horloge atomique pour avoir la meilleure précision au monde et ne jamais être en retard nulle part. Cependant, c'est une montre destinée à la recherche compte tenu de sa grande précision. Il n'est pas seulement utilisé pour chronométrer les temps de réactions chimiques ou pour réaliser des expériences où le temps est une variable importante à prendre en compte. Il est très utile de savoir les variations qui existent dans la vitesse du temps.
Jusqu'à présent, l'une des expériences les plus complètes et les plus célèbres dans laquelle l'horloge atomique a été utilisée est d'envoyer des avions dans des directions opposées autour de la Terre. Une fois que les avions quittent leurs origines, l'horloge est démarrée et le temps qu'il faut aux deux pour arriver est mesuré. C'est ainsi qu'il est vérifié que la relativité restreinte tient. Une autre expérience consiste à placer une horloge atomique dans le sous-sol d'un gratte-ciel et une autre sur le toit pour voir la différence entre les deux. Pour ces types d'expériences, vous avez besoin d'une horloge d'une grande précision.
Actuellement, cette horloge atomique est utilisée pour la formation des satellites GPS que nous avons l'habitude d'utiliser dans nos smartphones ou nos voitures. Par conséquent, l'heure de ces appareils est très précise. D'après ce que l'on peut voir, il n'a pas un usage de laboratoire restrictif, mais est indirectement utilisé par nous tous.
Pouvons-nous avoir une horloge atomique portable?
Qui ne veut pas avoir une montre aussi précise que celle-ci entre les mains pour aller partout en connaissant l'heure exacte. Cependant, les horloges atomiques ne peuvent jamais atteindre nos mains. Ils ont un gros problème et c'est que pour avoir une si bonne précision nécessitent des environnements très stables et des températures très froides. Ce n'est que dans ces environnements que la précision précise de l'horloge atomique est mise en avant.
En revanche, les montres que nous pouvons actuellement acquérir ils sont assez précis et il a été estimé qu'il n'aurait pas d'excellentes options de marché. Compte tenu de ses composants et de sa difficulté d'entretien, ce serait une montre onéreuse et ne ferait pas de brèche sur les marchés. Il n'y a pas beaucoup de perspective de vente qui encourage le développement de mécanismes pour avoir une montre-bracelet atomique.
Vous pouvez constamment observer des gens dans le monde qui ne savent pas quoi faire de leur argent et peut-être que ce groupe de personnes est prêt à payer des prix très élevés pour ce type de montre si précise à leur poignet. Le simple fait de dire qu'ils ont quelque chose d'unique et de différent des autres pourrait être une bonne option de marché.
Quoi qu'il en soit, c'est un type de montre très nécessaire à la science et qui permet de mieux comprendre le monde dans lequel nous vivons.