ปีที่แล้ว 2555 เป็นเวลาสี่สิบห้าปีแล้วที่มนุษยชาติตัดสินใจใช้การจับเวลาแบบปรมาณูเพื่อวัดเวลาอย่างแม่นยำที่สุด ในปี 1967 ในระบบ SI ระหว่างประเทศ หมวดหมู่ของเวลาไม่ได้ถูกกำหนดโดยมาตราส่วนดาราศาสตร์อีกต่อไป แต่ถูกแทนที่ด้วยมาตรฐานความถี่ซีเซียม เขาเป็นคนที่ได้รับชื่อที่นิยมในขณะนี้ - นาฬิกาอะตอม เวลาที่แน่นอนที่พวกเขาอนุญาตให้คุณระบุได้มีข้อผิดพลาดเล็กน้อยในหนึ่งวินาทีในสามล้านปี ซึ่งทำให้สามารถใช้เป็นมาตรฐานเวลาในทุกมุมโลก
ประวัติศาสตร์เล็กน้อย
แนวคิดในการใช้การสั่นของอะตอมเพื่อการวัดเวลาที่แม่นยำที่สุดถูกแสดงขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2422 โดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ วิลเลียม ทอมสัน ในบทบาทของตัวปล่อยอะตอมเรโซเนเตอร์ นักวิทยาศาสตร์คนนี้เสนอให้ใช้ไฮโดรเจน ความพยายามครั้งแรกในการนำแนวคิดนี้ไปปฏิบัติจริงเกิดขึ้นในปี 1940 เท่านั้น ศตวรรษที่ยี่สิบ. และนาฬิกาอะตอมที่ใช้งานได้เครื่องแรกของโลกปรากฏในปี พ.ศ. 2498 ในสหราชอาณาจักร ผู้สร้างของพวกเขาคือนักฟิสิกส์ทดลองชาวอังกฤษ ดร. หลุยส์ เอสเซน นาฬิกาเรือนนี้ทำงานบนพื้นฐานของการสั่นของอะตอมซีเซียม-133 และต้องขอบคุณพวกมัน นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถวัดเวลาได้แม่นยำกว่าเมื่อก่อนมาก อุปกรณ์แรกของ Essen อนุญาตให้เกิดข้อผิดพลาดได้ไม่เกินหนึ่งวินาทีในทุก ๆ ร้อยปี แต่ต่อมาความแม่นยำของการวัดก็เพิ่มขึ้นหลายเท่าตัว และข้อผิดพลาดต่อวินาทีสามารถสะสมได้ภายใน 2-3 ร้อยล้านปีเท่านั้น
นาฬิกาอะตอม: มันทำงานอย่างไร
"อุปกรณ์" อันชาญฉลาดนี้ทำงานอย่างไร ในฐานะเครื่องกำเนิดความถี่เรโซแนนซ์ นาฬิกาอะตอมใช้ระดับพลังงานของโมเลกุลหรืออะตอมที่ระดับควอนตัม กลศาสตร์ควอนตัมสร้างการเชื่อมต่อระหว่างระบบ "นิวเคลียสอะตอม - อิเล็กตรอน" ที่มีระดับพลังงานไม่ต่อเนื่องหลายระดับ หากระบบดังกล่าวได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่ที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ระบบนี้จะเปลี่ยนจากระดับต่ำไปเป็นระดับสูง กระบวนการย้อนกลับก็เป็นไปได้เช่นกัน: การเปลี่ยนอะตอมจากระดับที่สูงขึ้นไปเป็นระดับล่างพร้อมกับการปล่อยพลังงาน ปรากฏการณ์เหล่านี้สามารถควบคุมและบันทึกการกระโดดของพลังงานทั้งหมดโดยการสร้างบางอย่างเช่นวงจรออสซิลเลเตอร์ (เรียกอีกอย่างว่าอะตอมมิกออสซิลเลเตอร์) ความถี่เรโซแนนซ์จะสอดคล้องกับความแตกต่างของพลังงานระหว่างระดับการเปลี่ยนแปลงของอะตอมที่อยู่ใกล้เคียง หารด้วยค่าคงที่ของพลังค์
วงจรออสซิลเลเตอร์ดังกล่าวมีข้อได้เปรียบที่ไม่อาจปฏิเสธได้เหนือรุ่นก่อนทางกลและทางดาราศาสตร์ สำหรับหนึ่งออสซิลเลเตอร์ของอะตอมดังกล่าวความถี่เรโซแนนซ์ของอะตอมของสารใด ๆ จะเหมือนกันซึ่งไม่สามารถพูดถึงลูกตุ้มและเพียโซคริสตัลได้ นอกจากนี้ อะตอมจะไม่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเมื่อเวลาผ่านไปและไม่เสื่อมสภาพ ดังนั้นนาฬิกาอะตอมจึงเป็นโครโนมิเตอร์ที่แม่นยำและเกือบตลอดเวลา
เวลาที่แม่นยำและเทคโนโลยีที่ทันสมัย
เครือข่ายโทรคมนาคม, การสื่อสารผ่านดาวเทียม, GPS, เซิร์ฟเวอร์ NTP, ธุรกรรมทางอิเล็กทรอนิกส์ในตลาดหลักทรัพย์, การประมูลออนไลน์, ขั้นตอนในการซื้อตั๋วผ่านอินเทอร์เน็ต - สิ่งเหล่านี้และปรากฏการณ์อื่น ๆ อีกมากมายได้รับการจัดตั้งขึ้นอย่างมั่นคงในชีวิตของเรามาช้านาน แต่ถ้ามนุษยชาติไม่ได้คิดค้นนาฬิกาอะตอม ทั้งหมดนี้ก็คงไม่เกิดขึ้น เวลาที่แม่นยำ ซิงโครไนซ์ด้วย ซึ่งช่วยให้คุณลดข้อผิดพลาด ความล่าช้า และความล่าช้า ทำให้บุคคลสามารถใช้ทรัพยากรที่หาค่ามิได้นี้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด ซึ่งไม่มากเกินไป
