Өткөн жылы, 2012-жылы адамзат убакытты мүмкүн болушунча так өлчөө үчүн атомдук убакытты колдонууну чечкенине кырк беш жыл болду. 1967-жылы Эл аралык СИ системасында убакыт категориясы астрономиялык шкалалар менен аныкталбай калган - алар цезий жыштык стандарты менен алмаштырылган. Ал азыр популярдуу аталышты - атомдук сааттарды алган. Алар сиз аныктоого мүмкүндүк берген так убакыт үч миллион жылда бир секунданын болбос катасы бар, бул аларды дүйнөнүн каалаган бурчунда убакыт стандарты катары колдонууга мүмкүндүк берет.
Бир аз тарых
Убакытты өтө так өлчөө үчүн атомдук термелүүнү колдонуу идеясы биринчи жолу 1879-жылы британиялык физик Уильям Томсон тарабынан айтылган. Резонатор атомдорунун эмитентинин ролунда бул окумуштуу суутекти колдонууну сунуш кылган. Идеяны ишке ашыруунун алгачкы аракеттери 1940-жылдары гана жасалган. жыйырманчы кылым. Ал эми дүйнөдөгү биринчи атомдук саат1955-жылы Улуу Британияда пайда болгон. Алардын жаратуучусу британиялык эксперименталдык физик доктор Луис Эссен болгон. Бул саат цезий-133 атомдорунун термелүүсүнүн негизинде иштеген жана алардын аркасында илимпоздор акыры убакытты мурункуга караганда алда канча тактык менен өлчөй алышкан. Эссендин биринчи аппараты жүз жылда бир секунддан ашпаган катага жол берип турган, бирок кийинчерээк өлчөөлөрдүн тактыгы бир нече эсеге көбөйүп, секундасына ката 2-3 жүз миллиондогон жылдардан кийин гана топтолушу мүмкүн.
Атомдук сааттар: алар кантип иштешет
Бул гениалдуу "түзмөк" кантип иштейт? Резонанстык жыштык генератору катары атомдук сааттар кванттык деңгээлдеги молекулалардын же атомдордун энергетикалык деңгээлин колдонушат. Кванттык механика бир нече дискреттик энергия деңгээли бар «атомдук ядро – электрондор» системасынын ортосундагы байланышты орнотот. Эгерде мындай системага катуу белгиленген жыштыктагы электромагниттик талаа таасир этсе, анда бул система төмөнкү деңгээлден жогорку деңгээлге өтөт. Тескери процесс да мүмкүн: энергиянын эмиссиясы менен коштолгон атомдун жогорку деңгээлден төмөнкү деңгээлге өтүшү. Бул кубулуштарды термелүүчү чынжыр (ал атомдук осциллятор деп да аталат) сыяктуу бир нерсени түзүү аркылуу бардык энергия секириктерин көзөмөлдөөгө жана жазууга болот. Анын резонанстык жыштыгы Планктын туруктуулугуна бөлүнгөн кошуна атомдук өткөөл деңгээлдердин ортосундагы энергия айырмасына туура келет.
Мындай термелүү схемасы механикалык жана астрономиялык мурункуларга караганда талашсыз артыкчылыктарга ээ. бирөө үчүнмындай атомдук осциллятор, кандайдыр бир заттын атомдорунун резонанстык жыштыгы бирдей болот, аны маятник жана пьезокристаллдар жөнүндө айтууга болбойт. Мындан тышкары, атомдор убакыттын өтүшү менен касиеттерин өзгөртпөйт жана эскирбейт. Демек, атомдук саат өтө так жана дээрлик түбөлүк хронометр.
Так убакыт жана заманбап технология
Телекоммуникация тармактары, спутниктик байланыштар, GPS, NTP серверлери, биржадагы электрондук транзакциялар, онлайн аукциондор, интернет аркылуу билеттерди сатып алуу тартиби – мунун баары жана башка көптөгөн көрүнүштөр биздин жашообузда эчак бекем орнотулган. Бирок адамзат атомдук саатты ойлоп таппаганда, мунун баары жөн эле болмок эмес. Каталарды, кечигүүлөрдү жана кечигүүлөрдү азайтууга мүмкүндүк берген синхрондуу так убакыт адамга эч качан ашыкча болбогон бул баа жеткис орду толгус ресурстан максималдуу түрдө пайдаланууга мүмкүндүк берет.
