الساعة الذرية للهيدروجين. كيف تعمل الساعات الذرية (5 صور). كيف تعمل الساعات الذرية؟
الساعات الذرية هي أدق أدوات قياس الوقت الموجودة اليوم، وتتزايد أهميتها مع تطور التكنولوجيا الحديثة وزيادة تعقيدها.
مبدأ التشغيل
تحافظ الساعات الذرية على وقت دقيق ليس بفضل التحلل الإشعاعي، كما يوحي اسمها، ولكن باستخدام اهتزازات النوى والإلكترونات المحيطة بها. يتم تحديد ترددها من خلال كتلة النواة والجاذبية و"الموازن" الكهروستاتيكي بين النواة الموجبة الشحنة والإلكترونات. هذا لا يتوافق تمامًا مع حركة الساعة العادية. الساعات الذرية هي أكثر موثوقية لحفظ الوقت لأن تذبذباتها لا تتغير تبعا للعوامل البيئية مثل الرطوبة أو درجة الحرارة أو الضغط.
تطور الساعات الذرية
على مر السنين، أدرك العلماء أن الذرات لها ترددات رنين مرتبطة بقدرة كل منها على امتصاص وإصدار الإشعاع الكهرومغناطيسي. في ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين، تم تطوير معدات الاتصالات والرادار عالية التردد التي يمكنها التفاعل مع ترددات الرنين للذرات والجزيئات. وهذا ما ساهم في فكرة الساعة.
تم بناء الأمثلة الأولى في عام 1949 من قبل المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST). تم استخدام الأمونيا كمصدر للاهتزاز. ومع ذلك، لم تكن أكثر دقة من معيار الوقت الحالي، وتم استخدام السيزيوم في الجيل التالي.
معيار جديد
كان التغيير في دقة قياس الوقت كبيرًا جدًا لدرجة أنه في عام 1967، حدد المؤتمر العام للأوزان والمقاييس ثانية SI بأنها 9,192,631,770 ذبذبة لذرة السيزيوم عند تردد الرنين. وهذا يعني أن الوقت لم يعد مرتبطا بحركة الأرض. تم إنشاء الساعة الذرية الأكثر استقرارًا في العالم في عام 1968، وتم استخدامها كجزء من نظام ضبط الوقت التابع للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) حتى التسعينيات.
سيارة التحسين
أحد أحدث التطورات في هذا المجال هو التبريد بالليزر. أدى هذا إلى تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء وتقليل عدم اليقين في إشارة الساعة. سيتطلب وضع نظام التبريد هذا وغيره من المعدات المستخدمة لتحسين ساعات السيزيوم مساحة بحجم عربة السكك الحديدية، على الرغم من أن الإصدارات التجارية يمكن أن تناسب حقيبة السفر. إحدى هذه المنشآت المختبرية تحافظ على الوقت في بولدر، كولورادو، وهي الساعة الأكثر دقة على وجه الأرض. إنهم يخطئون بمقدار 2 نانو ثانية فقط في اليوم، أو ثانية واحدة كل 1.4 مليون سنة.
التكنولوجيا المعقدة
هذه الدقة الهائلة هي نتيجة لعملية تصنيع معقدة. أولا، يتم وضع السيزيوم السائل في الفرن وتسخينه حتى يتحول إلى غاز. تخرج ذرات المعدن بسرعة عالية من خلال فتحة صغيرة في الفرن. تتسبب المغناطيسات الكهربائية في انقسامها إلى أشعة منفصلة ذات طاقات مختلفة. يمر الشعاع المطلوب عبر ثقب على شكل حرف U، ويتم تشعيع الذرات بطاقة الميكروويف بتردد 9,192,631,770 هرتز. بفضل هذا، فإنهم متحمسون وينتقلون إلى حالة طاقة مختلفة. ثم يقوم المجال المغناطيسي بتصفية حالات الطاقة الأخرى للذرات.
يتفاعل الكاشف مع السيزيوم ويظهر الحد الأقصى عند قيمة التردد الصحيحة. يعد ذلك ضروريًا لتكوين مذبذب الكوارتز الذي يتحكم في آلية الساعة. وبقسمة تردده على 9.192.631.770 نحصل على نبضة واحدة في الثانية.
ليس فقط السيزيوم
على الرغم من أن الساعات الذرية الأكثر شيوعًا تستخدم خصائص السيزيوم، إلا أن هناك أنواعًا أخرى. وهي تختلف في العنصر المستخدم ووسائل تحديد التغيرات في مستوى الطاقة. المواد الأخرى هي الهيدروجين والروبيديوم. تعمل الساعات الذرية الهيدروجينية بشكل مشابه لساعات السيزيوم، ولكنها تتطلب حاوية ذات جدران مصنوعة من مادة خاصة تمنع الذرات من فقدان الطاقة بسرعة كبيرة. ساعات الروبيديوم هي الأبسط والأكثر إحكاما. وفيها، تعمل خلية زجاجية مملوءة بغاز الروبيديوم على تغيير امتصاص الضوء عند تعرضها لترددات عالية للغاية.
من يحتاج إلى وقت دقيق؟
اليوم، يمكن قياس الوقت بدقة متناهية، لكن ما أهمية هذا الأمر؟ يعد ذلك ضروريًا في أنظمة مثل الهواتف المحمولة والإنترنت ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وبرامج الطيران والتلفزيون الرقمي. للوهلة الأولى هذا ليس واضحا.
مثال على كيفية استخدام الوقت الدقيق هو في مزامنة الحزمة. تمر آلاف المكالمات الهاتفية عبر خط الاتصال المتوسط. هذا ممكن فقط لأن المحادثة لا تنتقل بالكامل. تقوم شركة الاتصالات بتقسيمها إلى حزم صغيرة وحتى تخطي بعض المعلومات. ثم يمررون عبر الخط مع حزم المحادثات الأخرى ويتم استعادتهم في الطرف الآخر دون اختلاط. يمكن لنظام تسجيل الوقت الخاص بمقسم الهاتف تحديد الحزم التي تنتمي إلى محادثة معينة في الوقت المحدد الذي تم فيه إرسال المعلومات.
نظام تحديد المواقع
تطبيق آخر للوقت الدقيق هو نظام تحديد المواقع العالمي. ويتكون من 24 قمرا صناعيا تنقل إحداثياتها وتوقيتها. يمكن لأي جهاز استقبال GPS الاتصال بهم ومقارنة أوقات البث. الفرق يسمح للمستخدم بتحديد موقعه. إذا لم تكن هذه الساعات دقيقة للغاية، فسيكون نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) غير عملي وغير موثوق به.
حد الكمال
مع تطور التكنولوجيا والساعات الذرية، أصبحت عدم دقة الكون ملحوظة. تتحرك الأرض بشكل غير متساوٍ، مما يسبب اختلافات عشوائية في طول السنوات والأيام. في الماضي، كانت هذه التغييرات تمر دون أن يلاحظها أحد لأن أدوات قياس الوقت كانت غير دقيقة للغاية. ومع ذلك، مما يثير إحباط الباحثين والعلماء، يجب تعديل وقت الساعات الذرية للتعويض عن الحالات الشاذة في العالم الحقيقي. إنها أدوات مذهلة تساعد على تقدم التكنولوجيا الحديثة، لكن تفوقها محدود بالحدود التي وضعتها الطبيعة نفسها.
ساعة ذرية
إذا قمنا بتقييم دقة ساعات الكوارتز من وجهة نظر استقرارها على المدى القصير، فلا بد من القول أن هذه الدقة أعلى بكثير من دقة ساعات البندول، والتي، مع ذلك، تظهر استقرارًا أعلى خلال القياسات طويلة المدى. في ساعات الكوارتز، تحدث الحركة غير المنتظمة بسبب التغيرات في البنية الداخلية للكوارتز وعدم استقرار الأنظمة الإلكترونية.
المصدر الرئيسي لعدم استقرار التردد هو شيخوخة بلورة الكوارتز التي تزامن تردد المذبذب. صحيح أن القياسات أظهرت أن شيخوخة البلورة المصحوبة بزيادة في التردد تحدث دون تقلبات كبيرة وتغيرات مفاجئة. بالرغم من. يعوق هذا التقادم التشغيل الصحيح لساعة الكوارتز ويفرض الحاجة إلى مراقبة منتظمة بواسطة جهاز آخر مزود بمذبذب يتمتع باستجابة ترددية ثابتة وغير متغيرة.
لقد فتح التطور السريع للتحليل الطيفي بالموجات الدقيقة بعد الحرب العالمية الثانية إمكانيات جديدة لقياس الوقت بدقة من خلال الترددات المقابلة للخطوط الطيفية المناسبة. هذه الترددات، التي يمكن اعتبارها معايير ترددية، أدت إلى فكرة استخدام المذبذب الكمي كمعيار زمني.
كان هذا القرار بمثابة منعطف تاريخي في تاريخ الكرونومتر، لأنه يعني استبدال وحدة الزمن الفلكية الصالحة سابقًا بوحدة زمنية كمومية جديدة. تم تقديم هذه الوحدة الزمنية الجديدة كفترة إشعاع للتحولات المحددة بدقة بين مستويات الطاقة لجزيئات بعض المواد المختارة خصيصًا. وبعد إجراء أبحاث مكثفة حول هذه المشكلة في أوائل سنوات ما بعد الحرب، أصبح من الممكن بناء جهاز يعمل على مبدأ الامتصاص المتحكم فيه لطاقة الموجات الصغرية في الأمونيا السائلة عند ضغوط منخفضة للغاية. إلا أن التجارب الأولى بجهاز مزود بعنصر امتصاص لم تعط النتائج المتوقعة، إذ أن تمدد خط الامتصاص الناتج عن الاصطدامات المتبادلة للجزيئات جعل من الصعب تحديد وتيرة التحول الكمي نفسه. فقط عن طريق شعاع ضيق من جزيئات الأمونيا المتطايرة بحرية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية أ.م. بروخوروف ون.ج. تمكن باسوف، وفي الولايات المتحدة الأمريكية من جامعة كولومبيا من تقليل احتمالية الاصطدامات المتبادلة للجزيئات بشكل كبير والقضاء عمليا على توسيع الخط الطيفي. وفي ظل هذه الظروف، يمكن لجزيئات الأمونيا أن تلعب بالفعل دور المولد الذري. يمر شعاع ضيق من الجزيئات، المنبعث من خلال فوهة إلى فراغ، عبر مجال إلكتروستاتيكي غير منتظم يتم فيه فصل الجزيئات. تم توجيه الجزيئات ذات الحالة الكمومية الأعلى إلى مرنان مضبوط، حيث أطلقت طاقة كهرومغناطيسية بتردد ثابت قدره 23870128825 هرتز. ثم تتم مقارنة هذا التردد بتردد مذبذب الكوارتز الموجود في دائرة الساعة الذرية. تم بناء أول مولد كمي، وهو مازر الأمونيا (تضخيم الموجات الصغرية بواسطة انبعاث الإشعاع المحفز)، على هذا المبدأ.
ن.ج. باسوف، أ.م. حصل بروخوروف وتاونز على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1964 عن هذا العمل.
قام علماء من سويسرا واليابان وألمانيا وبريطانيا العظمى وفرنسا، وأخيرًا وليس آخرًا، تشيكوسلوفاكيا بدراسة استقرار تردد أجهزة صنع الأمونيا. خلال الفترة 1968-1979. في معهد الهندسة الراديوية والإلكترونيات التابع لأكاديمية العلوم التشيكوسلوفاكية، تم بناء العديد من أجهزة ميزر الأمونيا ووضعها قيد التشغيل التجريبي، والتي كانت بمثابة معايير تردد لتخزين الوقت الدقيق في الساعات الذرية تشيكوسلوفاكية الصنع. لقد حققوا استقرارًا للتردد يتراوح بين 10 و10، وهو ما يتوافق مع تغيرات يومية تبلغ 20 جزءًا من المليون من الثانية.
حاليًا، تُستخدم معايير التردد الذري والوقت بشكل أساسي لغرضين رئيسيين - قياس الوقت ومعايرة ومراقبة معايير التردد الأساسي. وفي كلتا الحالتين، تتم مقارنة تردد مولد ساعة الكوارتز مع تردد المعيار الذري.
عند قياس الوقت، تتم مقارنة تردد المعيار الذري وتردد مولد الساعة البلورية بانتظام، وبناءً على الانحرافات المحددة، يتم تحديد الاستيفاء الخطي ومتوسط تصحيح الوقت. يتم بعد ذلك الحصول على الوقت الحقيقي من مجموع قراءات ساعة الكوارتز وتصحيح الوقت المتوسط هذا. في هذه الحالة، يتم تحديد الخطأ الناتج عن الاستيفاء حسب طبيعة تقادم بلورة ساعة الكوارتز.
إن النتائج الاستثنائية التي تحققت بمعايير التوقيت الذري، مع خطأ لا يتجاوز ثانية واحدة لكل ألف سنة، كانت السبب في تقديم تعريف جديد لوحدة الزمن في المؤتمر العام الثالث عشر للأوزان والمقاييس الذي عقد في باريس في أكتوبر 1967. - الثانية الذرية، والتي تم تعريفها الآن بأنها 9,192,631,770 ذبذبة لإشعاع ذرة السيزيوم-133.
كما أشرنا أعلاه، مع تقدم عمر بلورة الكوارتز، يزداد تردد تذبذب مذبذب الكوارتز تدريجيًا ويزداد الفرق بين ترددات مذبذب الكوارتز والمذبذب الذري بشكل مستمر. إذا كان منحنى تقادم البلورات صحيحًا، فإنه يكفي تصحيح اهتزازات الكوارتز بشكل دوري فقط، على الأقل على فترات زمنية مدتها عدة أيام. وبهذه الطريقة، لا يلزم أن يكون المذبذب الذري مقترنًا بشكل دائم بنظام ساعة الكوارتز، وهو أمر مفيد للغاية نظرًا لأن تغلغل التأثيرات المسببة للتداخل في نظام القياس محدود.
حققت الساعة الذرية السويسرية المزودة بمذبذبين جزيئيين من الأمونيا، والتي تم عرضها في المعرض العالمي في بروكسل عام 1958، دقة تبلغ مائة ألف من الثانية في اليوم، وهي أكثر دقة بنحو ألف مرة من الساعات البندولية الدقيقة. تتيح هذه الدقة بالفعل دراسة عدم الاستقرار الدوري في سرعة دوران محور الأرض. الرسم البياني في الشكل. 39، وهو نوع من تصوير التطور التاريخي لأدوات الكرونومتر وتحسين طرق قياس الوقت، يوضح كيف زادت دقة قياس الوقت، بشكل شبه إعجازي، على مدى عدة قرون. وفي آخر 300 عام فقط، زادت هذه الدقة أكثر من 100 ألف مرة.
أرز. 39.دقة أدوات الكرونومتر في الفترة من 1930 إلى 1950.
كان الكيميائي روبرت فيلهلم بنسن (1811-1899) أول من اكتشف السيزيوم، الذي تكون ذراته، في ظل ظروف مختارة بشكل صحيح، قادرة على امتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي بتردد حوالي 9192 ميجا هرتز. تم استخدام هذه الخاصية من قبل شيروود وماكراكن لإنشاء أول مرنان لشعاع السيزيوم. بعد فترة وجيزة، وجه L. Essen، الذي يعمل في مختبر الفيزياء الوطني في إنجلترا، جهوده نحو الاستخدام العملي لمرنان السيزيوم لقياس الترددات والوقت. بالتعاون مع المجموعة الفلكية بمرصد نيفيل بالولايات المتحدة، قام بالفعل في 1955-1958. حدد تردد التحول الكمي للسيزيوم عند 9192631770 هرتز وربطه بالتعريف الحالي للتقويم الفلكي الثاني، والذي أدى بعد ذلك بكثير، كما هو مذكور أعلاه، إلى إنشاء تعريف جديد لوحدة الوقت. تم إنشاء رنانات السيزيوم التالية في المجلس الوطني للبحوث الكندية في أوتاوا، وفي مختبر Swiss des Researches Horlogeres في نوشاتيل، وما إلى ذلك. تم طرح أول نوع تجاري من الساعات الذرية المنتجة صناعيًا في السوق في عام 1956 تحت اسم Atomichron بواسطة الشركة الأمريكية "ناشيونال كومباني والدن" في ماساتشوستس.
يشير تعقيد الساعات الذرية إلى أن استخدام المذبذبات الذرية ممكن فقط في مجال قياس الوقت المختبري الذي يتم إجراؤه باستخدام أجهزة قياس كبيرة. في الواقع، كان هذا هو الحال حتى وقت قريب. ومع ذلك، فقد توغل التصغير في هذا المجال أيضًا. قدمت الشركة اليابانية الشهيرة Seiko-Hattori، التي تنتج كرونوغرافات معقدة بمذبذبات كريستالية، أول ساعة يد ذرية، تم تصنيعها مرة أخرى بالتعاون مع الشركة الأمريكية McDonnell Douglas Astronautics Company. وتنتج هذه الشركة أيضًا خلية وقود مصغرة، وهي مصدر الطاقة للساعات المذكورة. الطاقة الكهربائية في هذا العنصر قياسها 13؟ 6.4 ملم ينتج النظائر المشعة البروميثيوم 147؛ عمر الخدمة لهذا العنصر هو خمس سنوات. توفر علبة الساعة المصنوعة من التنتالوم والفولاذ المقاوم للصدأ حماية كافية ضد أشعة بيتا المنبعثة من العنصر في البيئة.
القياسات الفلكية ودراسة حركة الكواكب في الفضاء ودراسات علم الفلك الراديوي المختلفة لا يمكنها الاستغناء عن معرفة الوقت المحدد. وتختلف الدقة المطلوبة من ساعات الكوارتز أو الساعات الذرية في مثل هذه الحالات ضمن أجزاء من المليون من الثانية. مع تزايد دقة معلومات الوقت المتوفرة، زادت مشاكل مزامنة الساعة. تبين أن الطريقة التي كانت مُرضية تمامًا لإرسال إشارات الوقت عبر الراديو على الموجات القصيرة والطويلة ليست دقيقة بدرجة كافية لمزامنة جهازين لضبط الوقت يقعان بالقرب من بعضهما البعض بدقة أكبر من 0.001 ثانية، وحتى الآن حتى هذه الدرجة من الدقة لا توجد أطول مرضية.
أحد الحلول الممكنة - نقل الساعات المساعدة إلى مكان القياسات المقارنة - تم توفيره من خلال تصغير العناصر الإلكترونية. في أوائل الستينيات، تم بناء ساعات كوارتز وساعات ذرية خاصة يمكن نقلها على متن الطائرات. ويمكن نقلها بين المختبرات الفلكية، وفي الوقت نفسه توفر معلومات زمنية بدقة تصل إلى جزء من المليون من الثانية. على سبيل المثال، في عام 1967، عندما تم نقل ساعات السيزيوم المصغرة المصنعة من قبل شركة هيوليت باكارد الكاليفورنية عبر القارات، مر هذا الجهاز عبر 53 مختبرًا حول العالم (كان أيضًا في تشيكوسلوفاكيا)، وبمساعدته تمت مزامنة الساعات المحلية بدقة 0.1 ميكروثانية (0.0000001 ثانية).
يمكن أيضًا استخدام أقمار الاتصالات لإجراء مقارنات زمنية بالميكروثانية. وفي عام 1962، تم استخدام هذه الطريقة من قبل بريطانيا العظمى والولايات المتحدة الأمريكية عن طريق إرسال إشارة زمنية عبر القمر الصناعي تيليستار. ومع ذلك، تم تحقيق نتائج أفضل بكثير وبتكاليف أقل من خلال إرسال الإشارات باستخدام تكنولوجيا التلفزيون.
تم تطوير وتطوير هذه الطريقة لنقل الوقت والتردد الدقيق باستخدام نبضات ساعة التلفزيون في المؤسسات العلمية التشيكوسلوفاكية. الناقل المساعد لمعلومات الوقت هنا هو نبضات الفيديو المتزامنة، والتي لا تتداخل بأي حال من الأحوال مع إرسال البرنامج التلفزيوني. وفي هذه الحالة، ليست هناك حاجة لإدخال أي نبضات إضافية في إشارة الصورة التلفزيونية.
شرط استخدام هذه الطريقة هو إمكانية استقبال نفس البرنامج التلفزيوني في مواقع الساعات التي تتم مقارنتها. يتم ضبط الساعات التي تتم مقارنتها مسبقًا بدقة تبلغ بضعة أجزاء من الثانية، ويجب بعد ذلك إجراء القياس في جميع محطات القياس في وقت واحد. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري معرفة الفارق الزمني اللازم لإرسال نبضات متزامنة من مصدر مشترك، وهو مزامن تلفزيوني، إلى أجهزة الاستقبال الموجودة في موقع الساعات التي تتم مقارنتها.
من كتاب كيف اكتشف الناس أرضهم مؤلف توميلين أناتولي نيكولاييفيتشكاسحات الجليد النووية من الجيل الثاني بعد الرائد في أسطول كاسحات الجليد - كاسحة الجليد النووية "لينين"، تم بناء ثلاث كاسحات جليد نووية أخرى، أبطال ذريين، في لينينغراد. يطلق عليهم كاسحات الجليد من الجيل الثاني. ماذا يعني هذا؟ ربما، أولا وقبل كل شيء، عند إنشاء جديد
من كتاب سيف الإمبراطورية المكسور مؤلف كلاشينكوف مكسيمالفصل 14 رحلة النسور المتقطعة. الطرادات الروسية - الثقيلة والنووية والصواريخ... 1 نحن لا ننشئ هذا الكتاب باعتباره رثاء للعظمة المفقودة. على الرغم من أننا نستطيع كتابة عشرات الصفحات التي تصور الحالة الحالية (المكتوبة في عام 1996) لما كان في السابق الأسطول العظيم
من كتاب الحرب العالمية الثانية بواسطة بيفور أنتونيالفصل 50 القنابل الذرية وهزيمة اليابان مايو-سبتمبر 1945 بحلول الوقت الذي استسلمت فيه ألمانيا في مايو 1945، تلقت الجيوش اليابانية في الصين أوامر من طوكيو لبدء الانسحاب إلى الساحل الشرقي. تعرضت قوات شيانج كاي شيك القومية لضربات شديدة أثناء سيطرة اليابانيين
مؤلفالساعة الشمسية مما لا شك فيه أن جهاز الكرونومتر الأكثر شيوعًا هو الساعة الشمسية، استنادًا إلى حركة الشمس الظاهرة يوميًا وأحيانًا سنويًا. لم تظهر مثل هذه الساعات قبل أن يدرك الإنسان العلاقة بين طول وموضع الظل من تلك الساعات
من كتاب تاريخ آخر للعلوم. من أرسطو إلى نيوتن مؤلف كاليوجني ديمتري فيتاليفيتشالساعات المائية كانت الساعات الشمسية مؤشرًا بسيطًا وموثوقًا للوقت، ولكنها عانت من بعض العيوب الخطيرة: كان تشغيلها يعتمد على الطقس وكان يقتصر على الوقت بين شروق الشمس وغروبها. ولا شك أنه بسبب هذا بدأ العلماء يبحثون عن غيره
من كتاب تاريخ آخر للعلوم. من أرسطو إلى نيوتن مؤلف كاليوجني ديمتري فيتاليفيتشالساعات النارية بالإضافة إلى الساعات الشمسية والمائية، ظهرت أيضًا الساعات النارية أو الساعات الشمعية الأولى منذ بداية القرن الثالث عشر. هذه شموع رفيعة يبلغ طولها حوالي متر مع مقياس مطبوع بطول كامل. لقد أظهروا الوقت بدقة نسبية، وفي الليل أضاءوا أيضًا منازل الكنيسة و
من كتاب تاريخ آخر للعلوم. من أرسطو إلى نيوتن مؤلف كاليوجني ديمتري فيتاليفيتشالساعة الرملية تاريخ الساعة الرملية الأولى غير معروف أيضًا. لكنها، مثل مصابيح الزيت، ظهرت في وقت سابق من الزجاج الشفاف. ويعتقد أنه في أوروبا الغربية لم يتعلموا عن الساعة الرملية إلا في نهاية العصور الوسطى؛ واحدة من أقدم الإشارات إلى
من كتاب البحث عن القنبلة الذرية: ملف KGB رقم 13676 مؤلف تشيكوف فلاديمير ماتيفيتش3. كيف يولد الجواسيس الذريون؟
من كتاب ساكورا والبلوط (مجموعة) مؤلف أوفتشينيكوف فسيفولود فلاديميروفيتشساعة بلا عقارب «ورثة مجتمع استثمر الكثير في إمبراطورية؛ فالناس المحاطون ببقايا الميراث المتهدم، لم يتمكنوا في لحظة الأزمة من حمل أنفسهم على التخلي عن ذكريات الماضي وتغيير أسلوب حياتهم الذي عفا عليه الزمن. وداعا الوجه
من كتاب الحرب العالمية الثانية: أخطاء وأخطاء وخسائر بواسطة دايتون لين20. ساعات الظلام دعونا نغني أغنية عن الطيارين الشباب، لولا الحرب، لكانوا يجلسون على طاولة المدرسة. أغنية السرب 55 من سلاح الجو الملكي البريطاني، كتبت حوالي عام 1918. انتصرت المقاتلات البريطانية في معركة بريطانيا، لكن الطائرات المقاتلة عانت
من كتاب الحياة اليومية للطبقة النبيلة في العصر الذهبي لكاترين مؤلف إليسيفا أولغا إيجوريفنافي ساعات الصباح، أضاءت الإمبراطورة نفسها المدفأة، وأضاءت الشموع والمصباح، وجلست على مكتبها في المكتب ذي المرآة - تم تخصيص الساعات الأولى من اليوم لتمارينها الأدبية الشخصية. لقد أخبرت جريبوفسكي ذات مرة أنه "لا يمكنك أن تمر يومًا واحدًا دون التبول".
من كتاب النصر العظيم في الشرق الأقصى. أغسطس 1945: من ترانسبايكاليا إلى كوريا [عدل] مؤلف الكسندروف أناتولي أندريفيتشتبين أن الفصل السابع من الضربات الذرية الأمريكية في 1 أبريل 25 كان ملحوظًا بشكل خاص لكلا المحاورين. كان وزير الحرب ستيمسون مستعدًا لهذا التقرير منذ بداية الشهر، لكن الوفاة المفاجئة للرئيس روزفلت عطلت جداول الاتصال لكبار المسؤولين.
من كتاب أمريكا الروسية مؤلف بورلاك فاديم نيكلاسوفيتشوفي ساعات الراحة، اشتهر بارانوف بضيافته وحبه لإقامة الولائم. يتذكر الروس والمواطنون والبحارة الأجانب هذا الأمر. حتى في أوقات المجاعة في المستعمرة، وجد فرصة لعلاج الضيوف المدعوين والعارضين إذا نفد
من كتاب مصر رمسيس بواسطة مونتي بييررابعا. الساعة قسم المصريون السنة إلى اثني عشر شهراً، وبنفس الطريقة قسموا النهار إلى اثنتي عشرة ساعة والليل إلى اثنتي عشرة ساعة. ومن غير المرجح أن يكونوا قد قسموا الساعة إلى فترات زمنية أصغر. كلمة "في"، والتي تُترجم على أنها "لحظة"، ليس لها أي تفاصيل محددة
من كتاب أكبر جواسيس العالم بواسطة ويتون تشارلزالفصل الثاني عشر جواسيس "ذريون" في فجر يوم 16 يوليو 1945، بينما كان تشرشل وترومان وستالين مجتمعين في برلين لحضور مؤتمر بوتسدام، تم تفجير أول قنبلة ذرية في صحراء ألاموغوردو، نيو مكسيكو. على التلال، على بعد عشرين ميلا من موقع الانفجار
من كتاب المستكشفون الروس - مجد وفخر روس مؤلف جلازيرين مكسيم يوريفيتشالمفاعلات الذرية والبلورات الإلكترونية كونستانتين تشيلوفسكي (مواليد 1881)، مهندس ومخترع روسي. اخترع جهازًا لكشف الغواصات، والذي استخدم على نطاق واسع خلال الحرب العالمية الأولى (1914-1918). حصل على الوسام الفرنسي لاختراعه.
انتشر ضجة كبيرة في جميع أنحاء العالم العلمي - الوقت يتبخر من كوننا! حتى الآن هذه مجرد فرضية لعلماء الفيزياء الفلكية الإسبان. لكن حقيقة أن تدفق الوقت على الأرض وفي الفضاء مختلف قد أثبته العلماء بالفعل. يتدفق الوقت بشكل أبطأ تحت تأثير الجاذبية، ويتسارع مع تحركه بعيدًا عن الكوكب. وتتم مهمة مزامنة الوقت الأرضي والكوني بواسطة معايير التردد الهيدروجيني، والتي تسمى أيضًا “الساعات الذرية”.
ظهر الزمن الذري الأول مع ظهور الساعات الذرية؛ وظهرت في منتصف العشرينيات. في الوقت الحاضر، أصبحت الساعات الذرية شيئًا يوميًا؛ ويستخدمها كل واحد منا يوميًا: تعمل بمساعدتها الاتصالات الرقمية وGLONASS والملاحة والنقل.
من غير المرجح أن يفكر أصحاب الهواتف المحمولة في العمل المعقد الذي يتم تنفيذه في الفضاء من أجل مزامنة زمنية صارمة، ونحن نتحدث فقط عن أجزاء من المليون من الثانية.
يتم تخزين معيار الوقت الدقيق في منطقة موسكو، في المعهد العلمي للقياسات الفيزيائية التقنية والراديو التقنية. هناك 450 ساعة من هذا القبيل في العالم.
تحتكر روسيا والولايات المتحدة الساعات الذرية، لكن الساعات في الولايات المتحدة الأمريكية تعمل على أساس السيزيوم، وهو معدن مشع ضار جدًا بالبيئة، وفي روسيا، على أساس الهيدروجين، وهو مادة أكثر أمانًا ومتانة.
لا تحتوي هذه الساعة على قرص أو عقارب: فهي تبدو وكأنها برميل كبير من المعادن النادرة والقيمة، مملوءة بأحدث التقنيات - أدوات قياس عالية الدقة ومعدات ذات معايير ذرية. عملية إنشائها طويلة جدًا ومعقدة وتتم في ظروف من العقم المطلق.
منذ 4 سنوات، كانت الساعة المثبتة على القمر الصناعي الروسي تدرس الطاقة المظلمة. وفقًا للمعايير البشرية، فإنها تفقد الدقة بمقدار ثانية واحدة على مدى ملايين السنين.
قريبًا جدًا، سيتم تركيب ساعات ذرية على Spektr-M، وهو مرصد فضائي سيشاهد كيفية تشكل النجوم والكواكب الخارجية، وسينظر إلى ما وراء حافة الثقب الأسود في وسط مجرتنا. وفقًا للعلماء، بسبب الجاذبية الهائلة، يتدفق الوقت هنا ببطء شديد لدرجة أنه يتوقف تقريبًا.
tvroscosmos
، جاليليو) مستحيلة بدون الساعات الذرية. تُستخدم الساعات الذرية أيضًا في أنظمة الاتصالات الأرضية والفضائية، بما في ذلك محطات الهاتف المحمول ومكاتب المعايير الدولية والوطنية وخدمات الوقت، التي تبث إشارات زمنية بشكل دوري عبر الراديو.
جهاز الساعة
تتكون الساعة من عدة أجزاء:
- التمييز الكمي,
- مجمع الالكترونيات.
المراكز الوطنية لمعايير التردد
شكلت العديد من البلدان مراكز وطنية لمعايير الوقت والتردد:
- (VNIIFTRI)، قرية منديليفو، منطقة موسكو؛
- (NIST)، بولدر (الولايات المتحدة الأمريكية، كولورادو)؛
- المعهد الوطني للعلوم الصناعية والتكنولوجيا المتقدمة (AIST)، طوكيو (اليابان)؛
- الوكالة الفيزيائية والتقنية الفيدرالية (ألمانية)(PTB)، براونشفايغ (ألمانيا)؛
- المختبر الوطني للقياس والاختبار (فرنسي)(LNE)، باريس (فرنسا).
- المختبر الفيزيائي الوطني بالمملكة المتحدة (NPL)، لندن، المملكة المتحدة.
يعمل العلماء من مختلف البلدان على تحسين الساعات الذرية وتحديد معايير الوقت والتردد الأولية بناءً عليها، وتتزايد دقة هذه الساعات بشكل مطرد. في روسيا، يتم إجراء أبحاث واسعة النطاق تهدف إلى تحسين أداء الساعات الذرية.
أنواع الساعات الذرية
ليست كل ذرة (جزيء) مناسبة كمميز للساعة الذرية. يتم اختيار الذرات غير الحساسة للمؤثرات الخارجية المختلفة: المجالات المغناطيسية والكهربائية والكهرومغناطيسية. توجد مثل هذه الذرات في كل نطاق من طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي. هذه هي: ذرات الكالسيوم، الروبيديوم، السيزيوم، السترونتيوم، جزيئات الهيدروجين، اليود، الميثان، أكسيد الأوسيميوم (VIII)، إلخ. تم اختيار الانتقال فائق الدقة لذرة السيزيوم كمعيار التردد الرئيسي (الأساسي). تتم مقارنة أداء جميع المعايير (الثانوية) الأخرى مع هذا المعيار. ومن أجل إجراء مثل هذه المقارنة، يتم حاليا استخدام ما يسمى بالأمشاط الضوئية. (إنجليزي)- إشعاع ذو طيف ترددي واسع على شكل خطوط متساوية البعد، ترتبط المسافة بينها بمعيار التردد الذري. يتم إنتاج الأمشاط الضوئية باستخدام ليزر الفيمتو ثانية المقفل والألياف الضوئية ذات البنية الدقيقة، حيث يتم توسيع الطيف إلى أوكتاف واحد.
وفي عام 2006، قام باحثون من المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا، بقيادة جيم بيرجكويست، بتطوير ساعة تعمل على ذرة واحدة. تولد التحولات بين مستويات الطاقة لأيون الزئبق فوتونات في النطاق المرئي بثبات أعلى بخمس مرات من إشعاع الميكروويف للسيزيوم -133. قد تجد الساعة الجديدة أيضًا تطبيقًا في دراسات اعتماد التغيرات في الثوابت الفيزيائية الأساسية على الوقت. اعتبارًا من أبريل 2015، كانت الساعات الذرية الأكثر دقة هي تلك التي أنشأها المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا. وكان الخطأ ثانية واحدة فقط خلال 15 مليار سنة. أحد التطبيقات الممكنة للساعات كانت الجيوديسيا النسبية، والفكرة الرئيسية منها هي استخدام شبكة من الساعات كأجهزة استشعار للجاذبية، والتي ستساعد في إجراء قياسات ثلاثية الأبعاد مفصلة بشكل لا يصدق لشكل الأرض.
يجري حاليًا تطوير نشط للساعات الذرية المدمجة للاستخدام في الحياة اليومية (ساعات اليد والأجهزة المحمولة). في بداية عام 2011 شركة أمريكية التناظرأعلنت عن الإطلاق التجاري لساعة ذرية من السيزيوم بحجم شريحة صغيرة. تعمل الساعة بناءً على تأثير التقاط السكان المتماسك. استقرارها هو 5 10 -11 في الساعة، الوزن 35 جرام، استهلاك الطاقة 115 ميجاوات.
ملحوظات
- مجموعة أرقام قياسية جديدة لدقة الساعة الذرية (غير معرف)
