Lani, 2012, je minilo petinštirideset let, odkar se je človeštvo odločilo uporabiti atomsko merjenje časa za čim natančnejše merjenje časa. Leta 1967 v mednarodnem sistemu SI kategorije časa niso več določale astronomske lestvice - nadomestil jih je cezijev frekvenčni standard. Prav on je prejel zdaj priljubljeno ime - atomske ure. Natančen čas, ki vam ga omogočajo določitev, ima zanemarljivo napako ene sekunde v treh milijonih let, kar omogoča, da jih uporabite kot časovni standard v katerem koli kotičku sveta.
Malo zgodovine
Samo idejo o uporabi atomskih vibracij za izjemno natančno merjenje časa je leta 1879 prvič izrazil britanski fizik William Thomson. Ta znanstvenik je v vlogi oddajnika resonatorskih atomov predlagal uporabo vodika. Prvi poskusi uresničitve ideje so bili izvedeni šele v 40. letih prejšnjega stoletja. dvajseto stoletje. In prva delujoča atomska ura na svetupojavil leta 1955 v Združenem kraljestvu. Njihov ustvarjalec je bil britanski eksperimentalni fizik dr. Louis Essen. Ta ura je delovala na podlagi vibracij atomov cezija-133 in zahvaljujoč njim so znanstveniki končno lahko merili čas z veliko večjo natančnostjo kot prej. Essenova prva naprava je dopuščala napako, ki ni večja od sekunde na vsakih sto let, kasneje pa se je natančnost meritev večkrat povečala in napaka na sekundo se lahko kopiči le v 2-3 stotih milijonih let.
Atomske ure: kako delujejo
Kako deluje ta genialna "naprava"? Kot generator resonančne frekvence atomske ure uporabljajo energijske ravni molekul ali atomov na kvantni ravni. Kvantna mehanika vzpostavlja povezavo med sistemom "atomsko jedro - elektroni" z več diskretnimi energijskimi nivoji. Če na tak sistem vpliva elektromagnetno polje s strogo določeno frekvenco, bo ta sistem prešel z nizke ravni na visoko. Možen je tudi obraten proces: prehod atoma z višje ravni na nižjo, ki ga spremlja emisija energije. Te pojave je mogoče nadzorovati in zabeležiti vse energijske skoke z ustvarjanjem nečesa podobnega nihajnemu krogu (imenovanemu tudi atomski oscilator). Njegova resonančna frekvenca bo ustrezala energijski razliki med sosednjimi atomskimi prehodnimi nivoji, deljeno s Planckovo konstanto.
Takšno nihajno vezje ima nesporne prednosti pred svojimi mehanskimi in astronomskimi predhodniki. Za enegatakega atomskega oscilatorja bo resonančna frekvenca atomov katere koli snovi enaka, česar ne moremo reči za nihala in piezokristale. Poleg tega atomi sčasoma ne spremenijo svojih lastnosti in se ne obrabijo. Zato je atomska ura izjemno natančen in skoraj večni kronometer.
Natančen čas in sodobna tehnologija
Telekomunikacijska omrežja, satelitske komunikacije, GPS, NTP strežniki, elektronske transakcije na borzi, spletne dražbe, postopek nakupa vstopnic prek interneta - vsi ti in številni drugi pojavi so se že dolgo trdno uveljavili v našem življenju. A če človeštvo ne bi izumilo atomske ure, se vse to preprosto ne bi zgodilo. Natančen čas, sinhroniziran s katerim lahko čim bolj zmanjšate morebitne napake, zamude in zamude, omogoča človeku, da kar najbolje izkoristi ta neprecenljiv nenadomestljiv vir, ki ga nikoli ni preveč.
