В миналото, през 2012 г., тя се превърна в четиридесет и пет години от момента, в който човечеството реши да използва атомно време за най-точно измерване на времето. През 1967 г. в международната SI система категорията на времето престава да бъде определяна от астрономически везни - цезийният честотен стандарт дойде да ги замени. Той беше получил сега популярното име - атомния часовник. Точното време, което те ни позволяват да определим, има незначителна грешка от една секунда от три милиона години, което ни позволява да ги използваме като стандарт на времето във всяка част на света.
Малко история
Самата идея за използване на вибрации на атоми за свръх точното измерване на времето беше за първи път изразена през 1879 г. от британския физик Уилям Томсън. В ролята на емитер на атоми-резонатори, този учен предложи използването на водород. Първите опити да се реализира идеята на практика бяха направени едва през 40-те години. От двадесети век. И първите в света работещи атомни часовници се появяват през 1955 г. във Великобритания. Техният създател беше британският физико-експериментатор д-р Луи Есен. Часовникът работи на базата на вибрации на ацеси на цезий-133 и благодарение на тях учените най-накрая успяха да измерват времето с много по-голяма точност, отколкото преди. Първото устройство на Есен разрешава грешка от не повече от секунда на всеки сто години, но впоследствие точността на измерванията се увеличава многократно и грешката на секунда може да трае само 2-3 стотици милиони години.
Атомен часовник: принципът на действие
Как работи това хитър "устройство"? Като генератор на резонансната честота атомните часовници използват енергийните нива на молекулите или атомите на квантовото ниво. Квантовата механика установява връзката между системата "атомно ядро-електрон" и няколко дискретни енергийни нива. Ако такава система е засегната от електромагнитно поле със строго определена честота, тогава тази система ще премине от ниско към високо. Обратният процес също е възможен: преходът на атом от по-високо към ниско, придружен от излъчване на енергия. Тези явления могат да бъдат контролирани и фиксирани на всички енергийни скокове, създавайки нещо като осцилаторна верига (наричана още атомен осцилатор). Резонантната му честота ще съответства на енергийната разлика на съседните нива на атомния преход, разделена на константата на Планк.
Такава осцилаторна верига има неоспорими предимства в сравнение с нейните механични и астрономически предшественици. За един такъв атомен осцилатор резонансната честота на атомите на всяко вещество ще бъде същата, която не може да се каже за махала и пиезоелектрични кристали. В допълнение, атомите не променят свойствата си с течение на времето и не се износват. Следователно атомният часовник е изключително точен и практически вечен хронометър.
Точното време и модерните технологии
Телекомуникационните мрежи, спътниковите комуникации, GPS, NTP-сървърите, електронните транзакции на борсата, онлайн търговете, процедурата за закупуване на билети през Интернет - всичко това и много други явления отдавна са твърдо закрепени в нашия живот. Но ако човечеството не измисли атомния часовник, това нямаше да се случи. Точното време, синхронизирането с което ви позволява да сведете до минимум грешките, закъсненията и закъсненията, дава възможност на човек да се възползва максимално от този безценен незаменим ресурс, който никога не е прекалено голям.