Atomic πώς λειτουργούν τα ρολόγια
Τα ατομικά ρολόγια είναι τα πιο ακριβή ρολόγια στον κόσμο. Βασίζονται στις φυσικές δονήσεις των ατόμων, τα οποία είναι απίστευτα ακριβείς. Τα ατομικά ρολόγια χρησιμοποιούνται για τη βαθμονόμηση άλλων ρολογιών, όπως αυτά στο τηλέφωνο ή στον υπολογιστή σας, και χρησιμοποιούνται επίσης στην επιστημονική έρευνα.
Πώς λειτουργούν τα ατομικά ρολόγια;
Τα ατομικά ρολόγια λειτουργούν μετρώντας τη συχνότητα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τα άτομα. Η συχνότητα αυτής της ακτινοβολίας είναι πολύ ακριβής και καθορίζεται από τα ενεργειακά επίπεδα των ηλεκτρονίων στα άτομα. Όταν ένα ηλεκτρόνιο μετακινείται από υψηλότερο επίπεδο ενέργειας σε χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας, εκπέμπει φωτόνιο φωτός με συγκεκριμένη συχνότητα.
Το ατομικό ρολόι μετρά τη συχνότητα αυτού του φωτός και αυτή η μέτρηση χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του χρόνου. Ο πιο συνηθισμένος τύπος ατομικού ρολογιού χρησιμοποιεί ένα άτομο καισίου, το οποίο έχει πολύ σταθερό επίπεδο ενέργειας. Το άτομο του καισίου τοποθετείται σε θάλαμο κενού και εκτίθεται σε δέσμη μικροκυμάτων. Τα μικροκύματα προκαλούν τα ηλεκτρόνια στο άτομο του καισίου να μετακινούνται από χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας. Όταν τα ηλεκτρόνια πέφτουν πίσω στο χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας, εκπέμπουν φωτόνια φωτός με συχνότητα 9.192.631.770 Hertz.
Αυτή η συχνότητα είναι γνωστή ως συχνότητα συντονισμού καισίου και είναι η βάση για τον ορισμό του δεύτερου. Το δεύτερο ορίζεται ως η διάρκεια των 9.192.631.770 περιόδων της ακτινοβολίας που αντιστοιχεί στη μετάβαση μεταξύ δύο υπερπικών επιπέδων της κατάστασης εδάφους του ατόμου Cesium 133.
Τα ατομικά ρολόγια είναι απίστευτα ακριβή.
Τα καλύτερα ατομικά ρολόγια μπορούν να κρατήσουν χρόνο σε ένα δευτερόλεπτο κάθε 300 εκατομμύρια χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι είναι ακριβείς σε ένα μέρος σε 10^15. Με άλλα λόγια, εάν ένα ατομικό ρολόι τρέχει από την αρχή του σύμπαντος (περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν), θα ήταν μόνο από περίπου ένα δευτερόλεπτο.
Τα ατομικά ρολόγια χρησιμοποιούνται για πολλούς διαφορετικούς σκοπούς.
Τα ατομικά ρολόγια χρησιμοποιούνται για τη βαθμονόμηση άλλων ρολογιών, όπως αυτά στο τηλέφωνο ή στον υπολογιστή σας. Χρησιμοποιούνται επίσης στην επιστημονική έρευνα, όπως τα πειράματα που απαιτούν εξαιρετικά ακριβή χρονισμό. Τα ατομικά ρολόγια χρησιμοποιούνται ακόμη και στη διαστημική πλοήγηση, όπου χρησιμοποιούνται για να βοηθήσουν τους δορυφόρους να παραμείνουν στην πορεία.
Τα ατομικά ρολόγια αποτελούν σημαντικό μέρος του σύγχρονου κόσμου μας.
Παρέχουν το ακριβές χρονισμό που είναι απαραίτητο για πολλές διαφορετικές τεχνολογίες, από κινητά τηλέφωνα έως πλοήγηση GPS. Τα ατομικά ρολόγια είναι επίσης μια υπενθύμιση της απίστευτης ακρίβειας του σύμπαντος και μας βοήθησαν να κατανοήσουμε καλύτερα τη φύση του χρόνου.
