По мере развития технологий часы становились все более точными. Показа­ния ранних механических часов (таких, например, как часы XIV в. в Дувр­ском замке) отклонялись от точного времени на несколько минут в день. Ког­да в XVII в. стали широко использоваться маятниковые часы, их точность позволяла отсчитывать уже не только часы, но и минуты. В XX в. точность хода кварцевых часов составляла доли секунды в день. В 1980-х гг. цезиевые атомные часы давали отклонение от точного времени, которое составило бы меньше секунды за 3000 лет. А в 2009 г. цезиевые фонтанные атомные часы NIST F1 шли с точностью до секунды за 60 млн лет!

Атомные часы столь точны, потому что используют периодические процес­сы при переходах между двумя разными энергетических состояниями атомов. Атомы одного и того же изотопа (ядра которых имеют одинаковое число ну­клонов) идентичны везде и всегда, поэтому на их основе можно создать незави­симые и совершенно одинаково идущие часы, которые будут синхронно изме­рять временные интервалы между событиями. Одной из моделей атомных ча­сов являются цезиевые часы - в них при некоторой частоте в микроволновом диапазоне атомы переходят из одного состояния в другое. Атомы цезия начи­нают флуоресцировать при естественной резонансной частоте 9 192 631 770 Гц (число колебаний в секунду). В наши дни эта частота используется для опреде­ления эталона времени - секунды. Показания многих цезиевых часов повсюду в мире усредняются для получения международной шкалы времени.

Один из примеров применения атомных часов - это GPS (global positioning system - система глобального определения местоположения). Эта система ис­пользует сеть спутников, позволяющих пользователю узнать свое местона­хождение. Для обеспечения точности спутники должны посылать точно син­хронизированные радиоимпульсы, по которым принимающие устройства на­ходят свое местоположение.

Первые точные атомные часы были созданы английским физиком Льюи­сом Эссеном в 1955 г. В них использовались переходы между энергетическими уровнями атома цезия. Для повышения точности хода и уменьшения стоимо­сти в лабораториях по всему миру постоянно изучаются возможности исполь­зования в часах других атомов и ведутся поиски новых методов точного изме­рения времени.

 

В 2004 г. ученые Национального института стандартов и технологии США (NIST) продемонстрировали крошечные атомные часы, внутренние части которых имели размер зернышка риса. Там находились лазер и ячейка с парами атомов цезия.

 

Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru