Laiks, stundas, minūtes, sekundes ... kurš visas dienas garumā nav skatījies tūkstoš un vienu reizi pulkstenī, lai redzētu, vai viņš ierodas vēlu vai agri uz tikšanos, lai redzētu, cik daudz jums vēl atlicis, lai izkāptu strādājiet vai vienkārši, lai redzētu, cik ātri iet jūsu laiks, kad labi pavadāt laiku bārā ar draugiem vai ģimeni. Ir cilvēki, kuri pavirza pulksteni uz piesardzību, un citi, kas visur kavējas, jo nepaskatās pulkstenī laikā. Bet, protams, jūs esat uzdevis sev jautājumu, vai ir kāds pilnīgi sinhronizēts pulkstenis, kas visiem norāda precīzu laiku?
Jā, tā pastāv, un to sauc atomu pulkstenis. Tas ir pulkstenis, kas darbojas, darbinot skaitītāju, kas izmanto atomu rezonansi vai vibrāciju. Tas ir visprecīzākais līdz šim mākslīgais pulkstenis. Vai vēlaties uzzināt, kā tas darbojas un no kā tas sastāv? Turpiniet lasīt un zināt visus tā noslēpumus.
Kā darbojas atomu pulkstenis
Kā jau minējām iepriekš, lai uzzinātu ikdienas plānus un būtu mierīgs, var būt nepieciešams zināt laiku jebkurā laikā. Tāpēc, lai labi zinātu dienas laiku, jums jābūt labi iestatītam pulkstenim. Pulkstenis, kas ir agrs vai vēls, mums nav noderīgs. Ar atomu pulksteni tas nenotiek ar mums, jo tā tas ir visprecīzākais cilvēks, ko jebkad radījis.
Ja mēs to salīdzinām ar tradicionālo mehānisko pulksteni, kura darbību pamato ar svārstu, šis ir atšķirīgs. Pirmais darbojas ar svārstībām, kas pārvieto virkni pārnesumu, kas saistīti viens ar otru, lai iestatītu nemainīgu ritmu, kas norāda sekundes, minūtes un stundas. Tomēr atomu pulkstenis darbojas pēc atomu enerģētisko izmaiņu biežuma mikroviļņu elektromagnētiskā spektra apgabalā.
Pulkstenī tiek izmantots materiāls ar nosaukumu Maser. Tas ir mikroviļņu pastiprinātājs stimulētai radiācijas emisijai. Lai gan tas izklausās sarežģīti, tas nav nekas cits kā sistēma, kas spēj pastiprināt vājākos signālus un pārveidot tos par elektromagnētiskā spektra mikroviļņu bārkstīm. Tas ir tāpat kā tas ir lāzers.
Šo Maser sūknē radio raidītājs ar biežums 0,000000001 sekundes dienā. Šīs sūknēšanas precizitāte ir ļoti liela. Šī iemesla dēļ, kad radio izstarotājs ir savienots ar atomu elementa starojuma variāciju frekvenci, tur esošie joni spēj absorbēt minēto starojumu un izstarot gaismu. Tas viss notiek, pateicoties radioviļņu emisijai.
Datu pārveidošana laikā
Kad joni absorbē starojumu un izstaro gaismu, fotoelements uztver precīzu gaismas izstarošanas brīdi un caur ķēdi sāk savienojumu ar skaitītāju. Lete ir gabals, kas atbild par iespēju ierakstīt reižu skaits, kad gaidāmais vilnis sāk izstarot.
Visi dati, kas iegūti, skaitot laikus, kad jons izstaro gaismu, tiek nodoti datoram. Tas ir tad, kad sāk veikt visas darbības, kas nepieciešamas impulsu nosūtīšanai uz uztvērējiem. Gala uztvērēji ir tie, kas vizuāli parāda mums pareizo laiku.
Izotops, ko izmanto, lai absorbētu starojumu un izstarotu gaismu, ir Cēzijs 133. Šis izotops tiek uzkarsēts tā, lai tas varētu atbrīvot savus atomus, un ar tiem piemītošajiem elektriskajiem lādiņiem tos var vadīt caur tukšu cauruli ar elektromagnētisko lauku, kas darbojas kā filtrs, lai tikai tie atomi, kuru enerģijas stāvoklis ir vajadzīgs var iziet.
Atomu pulksteņa nozīme
Jūs noteikti esat domājis par to, ka atomu pulkstenim būtu vislabākā precizitāte pasaulē un nekad nekur nenokavēsiet. Tomēr tas ir pulkstenis, kas paredzēts pētījumiem, ņemot vērā tā lielo precizitāti. To izmanto ne tikai ķīmisko reakciju laika noteikšanai vai eksperimentu veikšanai, kur laiks ir svarīgs mainīgais, kas jāņem vērā. Tas ir diezgan noderīgi zināt laika ātruma variācijas.
Līdz šim viens no pilnīgākajiem un slavenākajiem eksperimentiem, kurā tika izmantots atomu pulkstenis, ir sūtīt lidmašīnas pretējā virzienā ap Zemi. Kad lidmašīnas atkāpjas no sākuma, tiek palaists pulkstenis un tiek mērīts laiks, kas vajadzīgs abu ierašanās brīdim. Tā tas tiek pārbaudīts īpaša relativitāte. Vēl viens eksperiments ir atomu pulksteņa novietošana debesskrāpja pagrabā un vēl viens uz jumta, lai redzētu atšķirību starp abiem. Šāda veida eksperimentiem jums ir nepieciešams pulkstenis ar lielu precizitāti.
Pašlaik šo atomu pulksteni izmanto GPS satelītu veidošanai, kurus mēs esam pieraduši izmantot savos viedtālruņos vai automašīnās. Tādēļ šo ierīču laiks ir ļoti precīzs. No tā, kas redzams, tam nav ierobežojoša laboratorijas izmantošana, bet mēs visi to netieši izmantojam.
Vai mums var būt rokas atomu pulkstenis?
Kurš nevēlas, lai viņu rokās būtu tik precīzs pulkstenis kā šis, lai dotos visur, zinot precīzu laiku. Tomēr atomu pulksteņi nekad nevar sasniegt mūsu rokas. Viņiem ir liela problēma, un, lai iegūtu tik labu precizitāti nepieciešama ļoti stabila vide un ļoti auksta temperatūra. Tikai šajās vidēs priekšplānā izvirzās precīza atomu pulksteņa precizitāte.
No otras puses, pulksteņi, kurus mēs šobrīd varam iegādāties tie ir diezgan precīzi, un tiek lēsts, ka tam nebūtu lielisku tirgus iespēju. Ņemot vērā tā komponentus un grūtības uzturēt, tas būtu dārgs pulkstenis un neradītu iespiešanos tirgos. Nav daudz izredžu pārdot, kas mudinātu izstrādāt mehānismus, lai būtu atomu rokas pulkstenis.
Jūs varat pastāvīgi novērot cilvēkus pasaulē, kuri nezina, ko darīt ar savu naudu, un, iespējams, šī cilvēku grupa ir gatava maksāt ļoti augstas cenas par šāda veida pulksteņiem, kas ir tik precīzi uz rokas. Tikai teikt, ka viņiem ir kaut kas unikāls un atšķirīgs no citiem cilvēkiem, varētu būt labs tirgus variants.
Lai kā arī būtu, tas ir pulksteņa veids, kas ir ļoti nepieciešams zinātnei un palīdz labāk izprast pasauli, kurā mēs dzīvojam.