გასულ წელს, 2012 წელს, ორმოცდახუთი წელი გავიდა მას შემდეგ, რაც კაცობრიობამ გადაწყვიტა გამოეყენებინა ატომური დროის აღრიცხვა დროის რაც შეიძლება ზუსტად გასაზომად. 1967 წელს საერთაშორისო SI სისტემაში დროის კატეგორია აღარ განისაზღვრებოდა ასტრონომიული მასშტაბებით - ისინი შეიცვალა ცეზიუმის სიხშირის სტანდარტით. სწორედ მან მიიღო ახლა პოპულარული სახელი - ატომური საათები. ზუსტი დრო, რომელიც მათ საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ, აქვს უმნიშვნელო ცდომილება 1 წამში სამ მილიონ წელიწადში, რაც საშუალებას აძლევს მათ გამოიყენონ დროის სტანდარტად მსოფლიოს ნებისმიერ კუთხეში.
ცოტა ისტორია
ატომური ვიბრაციების გამოყენების იდეა დროის ულტრა ზუსტი გაზომვისთვის პირველად გამოთქვა 1879 წელს ბრიტანელმა ფიზიკოსმა უილიამ ტომსონმა. რეზონატორის ატომების ემიტერის როლში ამ მეცნიერმა შესთავაზა წყალბადის გამოყენება. იდეის პრაქტიკაში განხორციელების პირველი მცდელობები მხოლოდ 1940-იან წლებში განხორციელდა. მეოცე საუკუნე. და მსოფლიოში პირველი მოქმედი ატომური საათიგამოჩნდა 1955 წელს დიდ ბრიტანეთში. მათი შემქმნელი იყო ბრიტანელი ექსპერიმენტატორი ფიზიკოსი დოქტორი ლუის ესენი. ეს საათი მუშაობდა ცეზიუმ-133 ატომების ვიბრაციების საფუძველზე და მათი წყალობით მეცნიერებმა საბოლოოდ შეძლეს დროის გაცილებით დიდი სიზუსტით გაზომვა, ვიდრე ადრე. ესენის პირველმა მოწყობილობამ დაუშვა არაუმეტეს წამის შეცდომა ყოველ ას წელიწადში, მაგრამ შემდგომში გაზომვების სიზუსტე მრავალჯერ გაიზარდა და შეცდომა წამში შეიძლება დაგროვდეს მხოლოდ 2-3 ასეულ მილიონ წელიწადში.
ატომური საათები: როგორ მუშაობს ისინი
როგორ მუშაობს ეს გენიალური "მოწყობილობა"? როგორც რეზონანსული სიხშირის გენერატორი, ატომური საათები იყენებენ მოლეკულების ან ატომების ენერგეტიკულ დონეებს კვანტურ დონეზე. კვანტური მექანიკა ამყარებს კავშირს "ატომის ბირთვი - ელექტრონები" სისტემას შორის რამდენიმე დისკრეტული ენერგიის დონესთან. თუ ასეთ სისტემაზე გავლენას ახდენს ელექტრომაგნიტური ველი მკაცრად განსაზღვრული სიხშირით, მაშინ ეს სისტემა დაბალი დონიდან მაღალზე გადავა. შესაძლებელია საპირისპირო პროცესიც: ატომის გადასვლა უფრო მაღალი დონიდან ქვედაზე, რასაც თან ახლავს ენერგიის გამოსხივება. ამ ფენომენების კონტროლი და ჩაწერა შესაძლებელია ენერგიის ყველა ნახტომი, ისეთი რამის შექმნით, როგორიცაა ოსტილატორული წრე (მას ასევე ეწოდება ატომური ოსცილატორი). მისი რეზონანსული სიხშირე შეესაბამება ენერგიის სხვაობას მეზობელ ატომურ გარდამავალ დონეებს შორის, გაყოფილი პლანკის მუდმივზე.
ასეთ ოსცილატორულ წრეს აქვს უდაო უპირატესობები მის მექანიკურ და ასტრონომიულ წინამორბედებთან შედარებით. Ერთისთვისასეთი ატომური ოსცილატორი, ნებისმიერი ნივთიერების ატომების რეზონანსული სიხშირე იგივე იქნება, რაც არ შეიძლება ითქვას ქანქარებზე და პიეზოკრისტალებზე. გარდა ამისა, ატომები არ იცვლებიან თავის თვისებებს დროთა განმავლობაში და არ ცვდებიან. მაშასადამე, ატომური საათი უკიდურესად ზუსტი და თითქმის მუდმივი ქრონომეტრია.
ზუსტი დრო და თანამედროვე ტექნოლოგია
სატელეკომუნიკაციო ქსელები, სატელიტური კომუნიკაციები, GPS, NTP სერვერები, ელექტრონული ტრანზაქციები ბირჟაზე, ონლაინ აუქციონები, ინტერნეტით ბილეთების ყიდვის პროცედურა - ეს ყველაფერი და მრავალი სხვა ფენომენი დიდი ხანია მყარად არის დამკვიდრებული ჩვენს ცხოვრებაში. მაგრამ კაცობრიობას რომ არ გამოეგონა ატომური საათი, ეს ყველაფერი უბრალოდ არ მოხდებოდა. ზუსტი დრო, რომელთანაც სინქრონიზებული საშუალებას გაძლევთ მინიმუმამდე დაიყვანოთ ნებისმიერი შეცდომა, შეფერხება და შეფერხება, საშუალებას აძლევს ადამიანს მაქსიმალურად გამოიყენოს ეს ფასდაუდებელი შეუცვლელი რესურსი, რომელიც არასდროს არის ზედმეტი.
