ساعت اتمی هیدروژن نحوه کار ساعت های اتمی (5 عکس). ساعت های اتمی چگونه کار می کنند؟
ساعتهای اتمی دقیق‌ترین ابزارهای اندازه‌گیری زمان هستند که امروزه وجود دارند و با پیشرفت و پیچیده‌تر شدن فناوری مدرن اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کنند.
اصل عملیات
ساعتهای اتمی زمان دقیق را نه به لطف واپاشی رادیواکتیو، همانطور که از نامشان پیداست، بلکه با استفاده از ارتعاشات هسته‌ها و الکترون‌های اطرافشان نگه می‌دارند. فرکانس آنها توسط جرم هسته، گرانش و "تعادل کننده" الکترواستاتیک بین هسته با بار مثبت و الکترون ها تعیین می شود. این کاملاً با یک حرکت ساعت معمولی مطابقت ندارد. ساعت های اتمی حافظ زمان قابل اعتمادتری هستند زیرا نوسانات آنها بسته به عوامل محیطی مانند رطوبت، دما یا فشار تغییر نمی کند.
تکامل ساعت های اتمی
در طول سال‌ها، دانشمندان دریافته‌اند که اتم‌ها دارای فرکانس‌های تشدید مرتبط با توانایی هر یک در جذب و انتشار تابش الکترومغناطیسی هستند. در دهه‌های 1930 و 1940، تجهیزات راداری و ارتباطات با فرکانس بالا توسعه یافتند که می‌توانستند با فرکانس‌های تشدید اتم‌ها و مولکول‌ها ارتباط برقرار کنند. این به ایده یک ساعت کمک کرد.
اولین نمونه ها در سال 1949 توسط موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) ساخته شد. آمونیاک به عنوان منبع ارتعاش استفاده شد. با این حال، آنها بسیار دقیق تر از استاندارد زمانی موجود نبودند و سزیم در نسل بعدی استفاده شد.
استاندارد جدید
تغییر در دقت اندازه‌گیری زمان به حدی بود که در سال 1967 کنفرانس عمومی وزن‌ها و اندازه‌ها دومین SI را به عنوان 9،192،631،770 ارتعاش اتم سزیم در فرکانس تشدید آن تعریف کرد. این بدان معنی بود که زمان دیگر با حرکت زمین ارتباطی نداشت. پایدارترین ساعت اتمی جهان در سال 1968 ساخته شد و تا دهه 1990 به عنوان بخشی از سیستم زمان سنجی NIST استفاده می شد.
ماشین بهبود
یکی از آخرین پیشرفت ها در این زمینه خنک کننده لیزری است. این نسبت سیگنال به نویز را بهبود بخشید و عدم قطعیت در سیگنال ساعت را کاهش داد. قرار دادن این سیستم خنک‌کننده و سایر تجهیزات مورد استفاده برای بهبود ساعتهای سزیومی به فضایی به اندازه یک واگن راه‌آهن نیاز دارد، اگرچه نسخه‌های تجاری آن می‌توانند در یک چمدان جا شوند. یکی از این تاسیسات آزمایشگاهی زمان را در بولدر، کلرادو نگه می‌دارد و دقیق‌ترین ساعت روی زمین است. آنها فقط 2 نانوثانیه در روز یا 1 ثانیه در هر 1.4 میلیون سال اشتباه می کنند.
تکنولوژی پیچیده
این دقت عظیم نتیجه یک فرآیند ساخت پیچیده است. ابتدا سزیم مایع را در یک کوره قرار می دهند و حرارت می دهند تا تبدیل به گاز شود. اتم های فلزی با سرعت زیاد از طریق یک سوراخ کوچک در کوره خارج می شوند. الکترومغناطیس باعث می شود که آنها به پرتوهای جداگانه با انرژی های مختلف تقسیم شوند. پرتو مورد نیاز از یک سوراخ U شکل عبور می کند و اتم ها با انرژی مایکروویو با فرکانس 9,192,631,770 هرتز تابش می کنند. به لطف این، آنها هیجان زده می شوند و به یک حالت انرژی متفاوت می روند. سپس میدان مغناطیسی دیگر حالت های انرژی اتم ها را فیلتر می کند.
آشکارساز به سزیم واکنش نشان می دهد و حداکثر را در مقدار فرکانس صحیح نشان می دهد. این برای پیکربندی نوسان ساز کوارتز که مکانیسم ساعت را کنترل می کند ضروری است. تقسیم فرکانس آن بر 9.192.631.770 یک پالس در ثانیه می دهد.
نه فقط سزیم
اگرچه رایج ترین ساعت های اتمی از خواص سزیم استفاده می کنند، انواع دیگری نیز وجود دارد. آنها در عنصر مورد استفاده و ابزار برای تعیین تغییرات در سطح انرژی متفاوت هستند. مواد دیگر هیدروژن و روبیدیم هستند. ساعتهای اتمی هیدروژن مانند ساعتهای سزیمی عمل می‌کنند، اما به ظرفی با دیواره‌های ساخته شده از ماده خاصی نیاز دارند که مانع از دست دادن سریع انرژی اتم‌ها شود. ساعتهای روبیدیوم ساده‌ترین و فشرده‌ترین ساعت‌ها هستند. در آنها، یک سلول شیشه ای پر از گاز روبیدیم، جذب نور را هنگامی که در معرض فرکانس فوق العاده بالا قرار می گیرد، تغییر می دهد.
چه کسی به زمان دقیق نیاز دارد؟
امروزه زمان را می توان با دقت بسیار زیادی اندازه گیری کرد، اما چرا این مهم است؟ این در سیستم هایی مانند تلفن همراه، اینترنت، جی پی اس، برنامه های هوانوردی و تلویزیون دیجیتال ضروری است. در نگاه اول این واضح نیست.
نمونه ای از نحوه استفاده دقیق از زمان در همگام سازی بسته ها است. هزاران تماس تلفنی از طریق خط ارتباطی متوسط انجام می شود. این تنها به این دلیل امکان پذیر است که مکالمه به طور کامل منتقل نمی شود. شرکت مخابرات آن را به بسته های کوچک تقسیم می کند و حتی برخی از اطلاعات را نادیده می گیرد. سپس آنها به همراه بسته هایی از مکالمات دیگر از خط عبور می کنند و در انتهای دیگر بدون اختلاط بازیابی می شوند. سیستم کلاکینگ مرکز تلفن می‌تواند تعیین کند که کدام بسته‌ها متعلق به یک مکالمه معین در زمان دقیق ارسال اطلاعات هستند.
جی پی اس
یکی دیگر از پیاده سازی زمان دقیق، سیستم موقعیت یابی جهانی است. از 24 ماهواره تشکیل شده است که مختصات و زمان خود را مخابره می کنند. هر گیرنده GPS می تواند به آنها متصل شود و زمان پخش را مقایسه کند. این تفاوت به کاربر امکان می دهد مکان خود را تعیین کند. اگر این ساعت ها خیلی دقیق نبودند، سیستم جی پی اس غیرعملی و غیر قابل اعتماد بود.
حد کمال
با پیشرفت تکنولوژی و ساعت های اتمی، نادرستی های کیهان قابل توجه شد. زمین به طور ناهموار حرکت می کند و باعث تغییرات تصادفی در طول سال ها و روزها می شود. در گذشته، این تغییرات مورد توجه قرار نمی‌گرفت، زیرا ابزار اندازه‌گیری زمان بسیار نادقیق بود. با این حال، به ناامیدی بسیاری از محققان و دانشمندان، زمان ساعت های اتمی باید برای جبران ناهنجاری های دنیای واقعی تنظیم شود. آنها ابزارهای شگفت انگیزی هستند که به پیشرفت فناوری مدرن کمک می کنند، اما برتری آنها توسط محدودیت های تعیین شده توسط خود طبیعت محدود شده است.
ساعت اتمی
اگر دقت ساعتهای کوارتز را از نظر پایداری کوتاه‌مدت آنها ارزیابی کنیم، باید گفت که این دقت بسیار بیشتر از ساعتهای آونگی است که البته در اندازه‌گیری‌های بلندمدت پایداری بالاتری از خود نشان می‌دهند. در ساعت های کوارتز، حرکت نامنظم به دلیل تغییر در ساختار داخلی کوارتز و ناپایداری سیستم های الکترونیکی ایجاد می شود.
منبع اصلی بی ثباتی فرکانس پیری کریستال کوارتز است که فرکانس نوسانگر را همگام می کند. درست است، اندازه گیری ها نشان داده اند که پیری کریستال، همراه با افزایش فرکانس، بدون نوسانات زیاد و تغییرات ناگهانی رخ می دهد. با وجود. این پیری عملکرد صحیح ساعت کوارتز را مختل می کند و نیاز به نظارت منظم توسط دستگاه دیگری با یک نوسانگر که پاسخ فرکانسی ثابت و بدون تغییر دارد را دیکته می کند.
توسعه سریع طیف‌سنجی مایکروویو پس از جنگ جهانی دوم، فرصت‌های جدیدی را برای اندازه‌گیری دقیق زمان از طریق فرکانس‌های مربوط به خطوط طیفی مناسب باز کرد. این فرکانس‌ها که می‌توان آنها را استانداردهای فرکانس در نظر گرفت، منجر به ایده استفاده از یک نوسانگر کوانتومی به عنوان استاندارد زمانی شد.
این تصمیم یک چرخش تاریخی در تاریخ زمان‌سنجی بود، زیرا به معنای جایگزینی واحد نجومی معتبر قبلی با یک واحد کوانتومی زمان جدید بود. این واحد زمان جدید به عنوان دوره تابش انتقال دقیق تعریف شده بین سطوح انرژی مولکول های برخی از مواد خاص انتخاب شده معرفی شد. پس از تحقیقات فشرده در مورد این مشکل در سال های اولیه پس از جنگ، امکان ساخت دستگاهی وجود داشت که بر اساس اصل جذب کنترل شده انرژی مایکروویو در آمونیاک مایع در فشارهای بسیار کم کار می کرد. با این حال، اولین آزمایش‌ها با دستگاه مجهز به عنصر جذب نتایج مورد انتظار را به همراه نداشت، زیرا گسترش خط جذب ناشی از برخورد متقابل مولکول‌ها، تعیین فرکانس انتقال کوانتومی خود را دشوار می‌کرد. فقط با روش پرتو باریک مولکول های آمونیاک آزادانه در اتحاد جماهیر شوروی A.M. پروخوروف و N.G. باسوف و در ایالات متحده تاونز از دانشگاه کلمبیا موفق شدند احتمال برخورد متقابل مولکول ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهند و عملاً گسترش خط طیفی را حذف کنند. تحت این شرایط، مولکول های آمونیاک می توانند نقش یک مولد اتمی را ایفا کنند. یک پرتو باریک از مولکول ها که از طریق یک نازل به فضای خلاء رها می شود، از یک میدان الکترواستاتیک غیریکنواخت عبور می کند که در آن مولکول ها از هم جدا می شوند. مولکول‌ها در حالت کوانتومی بالاتر به یک تشدیدگر تنظیم شده هدایت شدند، جایی که انرژی الکترومغناطیسی را با فرکانس ثابت 23,870,128,825 هرتز آزاد کردند. سپس این فرکانس با فرکانس نوسانگر کوارتز موجود در مدار ساعت اتمی مقایسه می شود. اولین ژنراتور کوانتومی، میزر آمونیاکی (تقویت امواج مایکروویو توسط تشعشعات تحریک شده)، بر اساس این اصل ساخته شد.
N.G. باسوف، A.M. پروخوروف و تاونز برای این کار در سال 1964 جایزه نوبل فیزیک را دریافت کردند.
دانشمندانی از سوئیس، ژاپن، آلمان، بریتانیای کبیر، فرانسه و آخرین اما نه کم اهمیت، چکسلواکی نیز پایداری فرکانس میزرهای آمونیاکی را مورد مطالعه قرار دادند. در دوره 1968-1979. در انستیتوی مهندسی رادیو و الکترونیک آکادمی علوم چکسلواکی، چندین میزر آمونیاکی ساخته و مورد بهره برداری آزمایشی قرار گرفتند که به عنوان استاندارد فرکانس برای ذخیره زمان دقیق در ساعت های اتمی ساخت چکسلواکی عمل می کردند. آنها به ثبات فرکانس مرتبه 10-10 دست یافتند که مربوط به تغییرات روزانه 20 میلیونیم ثانیه است.
در حال حاضر، استانداردهای فرکانس اتمی و زمان به طور عمده برای دو هدف اصلی استفاده می شود - برای اندازه گیری زمان و برای کالیبراسیون و نظارت بر استانداردهای فرکانس پایه. در هر دو مورد، فرکانس مولد ساعت کوارتز با فرکانس استاندارد اتمی مقایسه می شود.
هنگام اندازه گیری زمان، فرکانس استاندارد اتمی و فرکانس مولد ساعت کریستالی به طور مرتب با هم مقایسه می شوند و بر اساس انحرافات شناسایی شده، درون یابی خطی و میانگین تصحیح زمان تعیین می شود. سپس زمان واقعی از مجموع قرائت های ساعت کوارتز و این تصحیح زمان متوسط بدست می آید. در این مورد، خطای ناشی از درون یابی با ماهیت پیری کریستال ساعت کوارتز تعیین می شود.
نتایج استثنایی به دست آمده با استانداردهای زمان اتمی، با خطای تنها 1 ثانیه در هزار سال، دلیلی بود که تعریف جدیدی از واحد زمان در سیزدهمین کنفرانس عمومی اوزان و اندازه ها، که در اکتبر 1967 در پاریس برگزار شد، ارائه شد. - یک ثانیه اتمی، که اکنون به عنوان 9،192،631،770 نوسان تابش اتم سزیم-133 تعریف شده است.
همانطور که در بالا اشاره کردیم، با پیر شدن کریستال کوارتز، فرکانس نوسان نوسانگر کوارتز به تدریج افزایش می یابد و اختلاف بین فرکانس های کوارتز و نوسانگر اتمی به طور مداوم افزایش می یابد. اگر منحنی پیری کریستال درست باشد، کافی است ارتعاشات کوارتز را فقط به صورت دوره ای و حداقل در فواصل چند روزه اصلاح کنید. به این ترتیب، نیازی نیست که نوسانگر اتمی به طور دائم به سیستم ساعت کوارتز متصل شود، که بسیار سودمند است زیرا نفوذ تأثیرات مزاحم به سیستم اندازه‌گیری محدود است.
یک ساعت اتمی سوئیسی با دو نوسانگر مولکولی آمونیاک، که در نمایشگاه جهانی بروکسل در سال 1958 نشان داده شد، به دقت صد هزارم ثانیه در روز دست یافت که حدود هزار برابر دقیق‌تر از ساعتهای آونگی دقیق است. این دقت در حال حاضر امکان مطالعه ناپایداری های دوره ای در سرعت چرخش محور زمین را فراهم می کند. نمودار در شکل 39 که نوعی به تصویر کشیدن پیشرفت تاریخی ابزارهای زمان سنجی و بهبود روش های اندازه گیری زمان است، نشان می دهد که چگونه تقریباً به طور معجزه آسایی، دقت اندازه گیری زمان طی چندین قرن افزایش یافته است. تنها در 300 سال گذشته، این دقت بیش از 100000 برابر شده است.
برنج. 39.دقت ابزارهای زمان سنجی در دوره 1930 تا 1950.
شیمیدان رابرت ویلهلم بونسن (1811-1899) اولین کسی بود که سزیم را کشف کرد که اتمهای آن در شرایط انتخاب شده به درستی قادر به جذب تابش الکترومغناطیسی با فرکانس حدود 9192 مگاهرتز هستند. این ویژگی توسط شروود و مک کراکن برای ایجاد اولین تشدید کننده پرتو سزیوم استفاده شد. اندکی پس از آن، ال. اسن، که در آزمایشگاه ملی فیزیک انگلستان کار می کرد، تلاش های خود را به سمت استفاده عملی از تشدید کننده سزیم برای اندازه گیری فرکانس و زمان سوق داد. با همکاری گروه نجومی ایالات متحده نول رصدخانه، او در حال حاضر در 1955-1958. فرکانس انتقال کوانتومی سزیم را در 9،192،631،770 هرتز تعیین کرد و آن را با تعریف کنونی از ephemeris second مرتبط کرد، که بسیار بعد، همانطور که در بالا ذکر شد، منجر به ایجاد تعریف جدیدی از واحد زمان شد. تشدید کننده های سزیمی زیر در شورای تحقیقات ملی کانادا در اتاوا، در آزمایشگاه Swiss des Researches Horlogeres در نوشاتل و غیره ساخته شدند. اولین نوع تجاری ساعت اتمی تولید صنعتی در سال 1956 با نام Atomichron توسط شرکت آمریکایی National Company Walden" در ماساچوست.
پیچیدگی ساعت های اتمی نشان می دهد که استفاده از نوسانگرهای اتمی تنها در زمینه اندازه گیری زمان آزمایشگاهی که با استفاده از دستگاه های اندازه گیری بزرگ انجام می شود امکان پذیر است. در واقع تا همین اواخر همینطور بود. با این حال، کوچک سازی به این منطقه نیز نفوذ کرده است. شرکت معروف ژاپنی Seiko-Hattori که کرنوگراف های پیچیده با نوسانگرهای کریستالی تولید می کند، اولین ساعت مچی اتمی را ارائه کرد که دوباره با همکاری شرکت آمریکایی McDonnell Douglas Astronautics Company ساخته شده است. این شرکت همچنین یک پیل سوختی مینیاتوری تولید می کند که منبع انرژی ساعت های مذکور است. انرژی الکتریکی در این عنصر با اندازه 13؟ 6.4 میلی متر رادیوایزوتوپ پرومتیوم-147 را تولید می کند. عمر مفید این عنصر پنج سال است. قاب ساعت که از تانتالوم و فولاد ضد زنگ ساخته شده است، محافظت کافی در برابر اشعه بتای این عنصر به محیط می باشد.
اندازه گیری های نجومی، مطالعه حرکت سیارات در فضا و مطالعات مختلف نجوم رادیویی در حال حاضر بدون اطلاع از زمان دقیق انجام نمی شود. دقت مورد نیاز از ساعت های کوارتز یا اتمی در چنین مواردی در میلیونم ثانیه متغیر است. با افزایش دقت اطلاعات زمانی ارائه شده، مشکلات همگام سازی ساعت افزایش یافت. روش زمانی کاملاً رضایت‌بخش سیگنال‌های زمانی رادیویی ارسالی بر روی امواج کوتاه و بلند، برای همگام‌سازی دو دستگاه زمان‌سنجی که نزدیک به یکدیگر با دقت بیش از 0.001 ثانیه قرار گرفته‌اند، دقت کافی ندارد و اکنون حتی این درجه از دقت نیز وجود ندارد. طولانی تر رضایت بخش
یکی از راه حل های ممکن - انتقال ساعت های کمکی به محل اندازه گیری های مقایسه ای - با کوچک سازی عناصر الکترونیکی ارائه شد. در اوایل دهه 60، ساعتهای کوارتز و اتمی مخصوصی ساخته شد که می‌توان آن را با هواپیما حمل کرد. آنها می توانستند بین آزمایشگاه های نجومی منتقل شوند و در عین حال اطلاعات زمانی را با دقت یک میلیونیم ثانیه ارائه می کردند. به عنوان مثال، هنگامی که در سال 1967، ساعت های سزیمی مینیاتوری ساخت شرکت کالیفرنیایی هیولت پاکارد به صورت بین قاره ای حمل و نقل شد، این دستگاه از 53 آزمایشگاه در سراسر جهان (در چکسلواکی نیز بود) عبور کرد و با کمک آن ساعت های محلی با دقت هماهنگ شدند. 0.1 میکروثانیه (0.0000001 ثانیه).
از ماهواره های ارتباطی نیز می توان برای مقایسه در زمان میکروثانیه استفاده کرد. در سال 1962، این روش توسط بریتانیای کبیر و ایالات متحده آمریکا با ارسال سیگنال زمان از طریق ماهواره Telestar مورد استفاده قرار گرفت. با این حال، نتایج بسیار مطلوب‌تری با هزینه‌های کمتر با انتقال سیگنال‌ها با استفاده از فناوری تلویزیون حاصل شد.
این روش برای انتقال زمان و فرکانس دقیق با استفاده از پالس های ساعت تلویزیونی در مؤسسات علمی چکسلواکی توسعه و توسعه یافته است. حامل کمکی اطلاعات زمانی در اینجا پالس های ویدئویی هماهنگ کننده است که به هیچ وجه در انتقال برنامه تلویزیونی اختلال ایجاد نمی کند. در این مورد، نیازی به وارد کردن پالس اضافی به سیگنال تصویر تلویزیون نیست.
شرط استفاده از این روش این است که می توان همان برنامه تلویزیونی را در مکان های ساعت های مورد مقایسه دریافت کرد. ساعت های مقایسه شده از قبل با دقت چند میلی ثانیه تنظیم شده اند و سپس اندازه گیری باید در تمام ایستگاه های اندازه گیری به طور همزمان انجام شود. علاوه بر این، لازم است تفاوت زمانی مورد نیاز برای انتقال پالس های همگام از یک منبع مشترک که یک همگام ساز تلویزیونی است، به گیرنده های محل ساعت های مورد مقایسه را بدانیم.
از کتاب چگونه مردم سرزمین خود را کشف کردند نویسنده تومیلین آناتولی نیکولاویچیخ شکن های هسته ای نسل دوم پس از گل سرسبد ناوگان یخ شکن - یخ شکن هسته ای "لنین"، سه یخ شکن هسته ای دیگر، قهرمانان اتمی، در لنینگراد ساخته شد. به آنها یخ شکن های نسل دوم می گویند. این به چه معناست؟ شاید، اول از همه، هنگام ایجاد جدید
برگرفته از کتاب شمشیر شکسته امپراتوری نویسنده کلاشینکف ماکسیمفصل 14 پرواز قطع شده عقاب ها. رزمناوهای روسی - سنگین، هسته ای، موشکی... 1 ما این کتاب را به عنوان مرثیه ای برای عظمت از دست رفته خلق نمی کنیم. اگرچه می‌توانیم ده‌ها صفحه بنویسیم که وضعیت فعلی (نوشته شده در سال 1996) را نشان دهد که زمانی ناوگان بزرگ بود.
از کتاب جنگ جهانی دوم توسط Beevor Anthonyفصل 50 بمب‌های اتمی و شکست ژاپن مه تا سپتامبر 1945 تا زمانی که آلمان در می 1945 تسلیم شد، ارتش ژاپن در چین دستوری از توکیو دریافت کرد تا عقب‌نشینی به سواحل شرقی را آغاز کنند. نیروهای ملی گرای چیانگ کای شک در زمان ژاپن به شدت مورد ضرب و شتم قرار گرفتند
نویسندهساعت آفتابی بدون شک رایج‌ترین دستگاه زمان‌سنجی ساعت آفتابی بر اساس حرکت ظاهری روزانه و گاهی سالانه خورشید بود. چنین ساعت هایی زودتر از زمانی که انسان به رابطه بین طول و موقعیت سایه از آن پی برد، ظاهر شدند
برگرفته از کتاب تاریخ دیگری از علم. از ارسطو تا نیوتن نویسنده کالیوژنی دیمیتری ویتالیویچساعت های آبی ساعت های آفتابی یک نشانگر زمان ساده و قابل اعتماد بودند، اما از معایب جدی رنج می بردند: عملکرد آنها به آب و هوا بستگی داشت و به زمان بین طلوع و غروب خورشید محدود می شد. شکی نیست که به همین دلیل، دانشمندان شروع به جستجوی موارد دیگر کردند
برگرفته از کتاب تاریخ دیگری از علم. از ارسطو تا نیوتن نویسنده کالیوژنی دیمیتری ویتالیویچساعت های آتشین علاوه بر ساعت های خورشیدی و آبی، اولین ساعت های آتشی یا شمعی نیز از ابتدای قرن سیزدهم پدیدار شدند. اینها شمع های نازکی به طول حدود یک متر با مقیاس چاپ شده در تمام طول هستند. آنها زمان را نسبتاً دقیق نشان می دادند و در شب نیز خانه های کلیسا را روشن می کردند
برگرفته از کتاب تاریخ دیگری از علم. از ارسطو تا نیوتن نویسنده کالیوژنی دیمیتری ویتالیویچساعت شنی تاریخ اولین ساعت شنی نیز مشخص نیست. اما آنها، مانند لامپ های نفتی، زودتر از شیشه های شفاف ظاهر شدند. اعتقاد بر این است که در اروپای غربی آنها در مورد ساعت شنی فقط در پایان قرون وسطی یاد گرفتند. یکی از قدیمی ترین ذکرهای
برگرفته از کتاب شکار بمب اتمی: فایل KGB شماره 13 676 نویسنده چیکوف ولادیمیر ماتویویچ3. جاسوسان اتمی چگونه متولد می شوند
برگرفته از کتاب ساکورا و بلوط (مجموعه) نویسنده اووچینیکوف وسوولود ولادیمیرویچساعتی بدون عقربه «وارثان جامعه‌ای که بیش از حد روی یک امپراتوری سرمایه‌گذاری کرده است. مردمی که با بقایای ویران میراثی در حال ذوب احاطه شده بودند، نتوانستند در لحظه بحران، خاطرات گذشته را رها کنند و شیوه زندگی منسوخ خود را تغییر دهند. خداحافظ صورت
از کتاب جنگ جهانی دوم: اشتباهات، اشتباهات، ضررها توسط دیتون لن20. ساعتهای تاریکی بیایید یک آهنگ در مورد خلبانان جوان بخوانیم، اگر جنگ نبود، آنها پشت میز مدرسه می نشستند. آهنگ شماره 55 اسکادران RAF که در حدود سال 1918 نوشته شد، جنگنده های انگلیسی در نبرد بریتانیا پیروز شدند، اما هواپیماهای جنگنده آسیب دیدند.
از کتاب زندگی روزمره طبقه نجیب در عصر طلایی کاترین نویسنده الیزوا اولگا ایگورونادر ساعات صبح، خود ملکه شومینه را روشن کرد، شمع و لامپ روشن کرد و پشت میزش در دفتر آینه‌کاری شده نشست - اولین ساعات روز به تمرین‌های ادبی شخصی او اختصاص داشت. او یک بار به گریبوفسکی گفت: "شما نمی توانید یک روز بدون ادرار کردن بروید."
برگرفته از کتاب پیروزی بزرگ در شرق دور. اوت 1945: از Transbaikalia به کره [ویرایش] نویسنده الکساندروف آناتولی آندریویچفصل هفتم حملات اتمی آمریکا در 1 آوریل 25 برای هر دو طرف به ویژه قابل توجه بود. وزیر جنگ استیمسون از ابتدای ماه برای این گزارش آماده شده بود، اما مرگ ناگهانی رئیس جمهور روزولت برنامه های تماس مقامات ارشد را مختل کرد.
از کتاب آمریکای روسیه نویسنده بورلاک وادیم نیکلاسویچدر ساعات استراحت، بارانوف به مهمان نوازی و عشق به میزبانی مهمانی مشهور بود. روس ها، بومیان و ملوانان خارجی این را به یاد می آورند. حتی در زمان قحطی برای مستعمره، او فرصتی برای پذیرایی از مهمانان معمولی و دعوت شده پیدا می کرد
از کتاب مصر رامسس توسط مونت پیرIV. ساعت مصریان سال را به دوازده ماه تقسیم کردند و به همین ترتیب روز را به دوازده ساعت و شب را به دوازده ماه تقسیم کردند. بعید است که آنها ساعت را به دوره های زمانی کوچکتر تقسیم کرده باشند. کلمه "at" که به "لحظه" ترجمه می شود، خاصیت خاصی ندارد
برگرفته از کتاب بزرگترین جاسوسان جهان توسط وایتون چارلزفصل 12 جاسوسان "اتمی" در سپیده دم 16 ژوئیه 1945، هنگامی که چرچیل، ترومن و استالین در برلین برای کنفرانس پوتسدام گرد هم آمدند، اولین بمب اتمی در صحرای آلاموگوردو، نیومکزیکو منفجر شد. بر روی تپه ها، در بیست مایلی محل انفجار، قرار داشت
برگرفته از کتاب کاشفان روسی - شکوه و غرور روسیه نویسنده گلازیرین ماکسیم یوریویچراکتورهای اتمی و بلورهای الکترونیکی کنستانتین چیلوفسکی (متولد 1881)، مهندس روسی، مخترع. دستگاهی برای تشخیص زیردریایی ها اختراع کرد که به طور گسترده در طول جنگ جهانی اول (1914-1918) مورد استفاده قرار گرفت. او به دلیل اختراع خود نشان فرانسه را دریافت کرد.
حسی در سراسر جهان علمی پخش شده است - زمان از جهان ما در حال تبخیر است! تا کنون این تنها یک فرضیه اخترفیزیکدانان اسپانیایی است. اما این واقعیت که جریان زمان در زمین و فضا متفاوت است قبلا توسط دانشمندان ثابت شده است. زمان تحت تأثیر گرانش کندتر جریان می یابد و با دور شدن از سیاره شتاب می گیرد. وظیفه همگام سازی زمان زمینی و کیهانی توسط استانداردهای فرکانس هیدروژن انجام می شود که به آنها "ساعت اتمی" نیز می گویند.
اولین زمان اتمی همراه با ظهور فضانوردی در اواسط دهه 20 ظاهر شد. امروزه، ساعتهای اتمی تبدیل به یک چیز روزمره شده‌اند.
صاحبان تلفن های همراه به سختی به این فکر می کنند که چه کارهای پیچیده ای در فضا برای هماهنگ سازی دقیق زمان انجام می شود و ما فقط در مورد میلیونیم ثانیه صحبت می کنیم.
استاندارد زمان دقیق در منطقه مسکو، در موسسه علمی اندازه گیری های فیزیکی و فنی و رادیویی ذخیره می شود. 450 ساعت از این دست در جهان وجود دارد.
روسیه و ایالات متحده آمریکا در انحصار ساعت های اتمی هستند، اما در ایالات متحده ساعت ها بر اساس سزیم، یک فلز رادیواکتیو که برای محیط زیست بسیار مضر است، و در روسیه، بر اساس هیدروژن، یک ماده ایمن تر و بادوام تر عمل می کنند.
این ساعت صفحه یا عقربه ندارد: به نظر می رسد یک بشکه بزرگ از فلزات کمیاب و ارزشمند است که با پیشرفته ترین فناوری ها پر شده است - ابزار و تجهیزات اندازه گیری با دقت بالا با استانداردهای اتمی. روند ایجاد آنها بسیار طولانی، پیچیده است و در شرایط عقیمی مطلق اتفاق می افتد.
اکنون 4 سال است که ساعت نصب شده بر روی ماهواره روسی در حال بررسی انرژی تاریک است. طبق استانداردهای انسانی، دقت آن ها در طول میلیون ها سال 1 ثانیه کاهش می یابد.
به زودی، ساعتهای اتمی روی Spektr-M، یک رصدخانه فضایی که نحوه تشکیل ستاره‌ها و سیارات فراخورشیدی را می‌بیند، نصب می‌شود و به فراتر از لبه سیاه‌چاله در مرکز کهکشان ما نگاه می‌کند. به گفته دانشمندان، به دلیل گرانش هیولایی، زمان در اینجا به آرامی جریان دارد که تقریباً متوقف می شود.
tvroscosmos
، گالیله) بدون ساعت اتمی غیر ممکن است. ساعتهای اتمی همچنین در سیستم‌های مخابراتی ماهواره‌ای و زمینی، از جمله ایستگاه‌های پایه تلفن همراه، دفاتر استاندارد بین‌المللی و ملی و سرویس‌های زمان که به‌طور دوره‌ای سیگنال‌های زمانی را از طریق رادیو پخش می‌کنند، استفاده می‌شوند.
دستگاه ساعت
ساعت از چند قسمت تشکیل شده است:
- تمایز کوانتومی،
- مجتمع الکترونیک
مراکز ملی استاندارد فرکانس
بسیاری از کشورها مراکز ملی استانداردهای زمان و فرکانس را تشکیل داده اند:
- (VNIIFTRI)، روستای مندلیوو، منطقه مسکو؛
- (NIST)، بولدر (ایالات متحده آمریکا، کلرادو)؛
- موسسه ملی علوم و فناوری پیشرفته صنعتی (AIST)، توکیو (ژاپن)؛
- آژانس فدرال فیزیکی و فنی (آلمانی)(PTB)، براونشوایگ (آلمان)؛
- آزمایشگاه ملی مترولوژی و آزمایش (فرانسوی)(LNE)، پاریس (فرانسه).
- آزمایشگاه فیزیک ملی انگلستان (NPL)، لندن، انگلستان.
دانشمندان کشورهای مختلف برای بهبود ساعتهای اتمی تلاش می‌کنند و بر اساس آنها استانداردهای زمان و فرکانس اولیه را بیان می‌کنند. دقت چنین ساعت‌هایی به‌طور پیوسته در حال افزایش است. در روسیه، تحقیقات گسترده ای با هدف بهبود عملکرد ساعت های اتمی در حال انجام است.
انواع ساعت اتمی
هر اتم (مولکول) به عنوان یک تمایز برای یک ساعت اتمی مناسب نیست. اتم هایی انتخاب می شوند که به تأثیرات مختلف خارجی حساس نیستند: میدان های مغناطیسی، الکتریکی و الکترومغناطیسی. چنین اتم هایی در هر محدوده ای از طیف تابش الکترومغناطیسی وجود دارد. اینها عبارتند از: اتم های کلسیم، روبیدیم، سزیم، استرانسیم، مولکول های هیدروژن، ید، متان، اکسید اسمیم(VIII) و غیره. انتقال فوق ریز اتم سزیم به عنوان استاندارد فرکانس اصلی (اولیه) انتخاب شد. عملکرد کلیه استانداردهای دیگر (ثانویه) با این استاندارد مقایسه می شود. برای انجام چنین مقایسه ای در حال حاضر از شانه های به اصطلاح نوری استفاده می شود. (انگلیسی)- تابش با طیف فرکانس وسیع به شکل خطوط مساوی که فاصله بین آنها به استاندارد فرکانس اتمی گره خورده است. شانه های نوری با استفاده از لیزر فمتوثانیه قفل شده و فیبر نوری ریزساختار تولید می شوند که در آن طیف به یک اکتاو گسترش می یابد.
در سال 2006، محققان موسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا به رهبری جیم برگکوئیست، ساعتی را ساختند که بر روی یک اتم کار می کرد. انتقال بین سطوح انرژی یون جیوه فوتون هایی در محدوده مرئی با پایداری 5 برابر بیشتر از تشعشعات مایکروویو سزیم 133 تولید می کند. ساعت جدید ممکن است در مطالعات مربوط به وابستگی تغییرات ثابت های فیزیکی اساسی به زمان نیز کاربرد پیدا کند. از آوریل 2015، دقیق ترین ساعت های اتمی آنهایی بودند که توسط موسسه ملی استاندارد و فناوری ایالات متحده ساخته شده بودند. این خطا در 15 میلیارد سال فقط یک ثانیه بود. یکی از کاربردهای احتمالی ساعت‌ها ژئودزی نسبیتی بود که ایده اصلی آن استفاده از شبکه‌ای از ساعت‌ها به عنوان حسگرهای گرانشی است که به انجام اندازه‌گیری‌های سه بعدی بسیار دقیق از شکل زمین کمک می‌کند.
توسعه فعال ساعت های اتمی فشرده برای استفاده در زندگی روزمره (ساعت های مچی، دستگاه های تلفن همراه) در حال انجام است. در ابتدای سال 2011، یک شرکت آمریکایی متقارناز انتشار تجاری یک ساعت اتمی سزیم به اندازه یک تراشه کوچک خبر داد. ساعت بر اساس اثر جذب منسجم جمعیت عمل می کند. پایداری آنها 5 10 -11 در ساعت، وزن 35 گرم، مصرف برق 115 مگاوات است.
یادداشت
- رکورد جدید دقت ساعت اتمی ثبت شد (تعریف نشده)
