Vandenilio atominis laikrodis. Kaip veikia atominiai laikrodžiai (5 nuotraukos). Kaip veikia atominiai laikrodžiai?
Atominiai laikrodžiai yra tiksliausi šiandien egzistuojantys laiko matavimo prietaisai ir tampa vis svarbesni, kai šiuolaikinės technologijos vystosi ir tampa sudėtingesnės.
Veikimo principas
Atominiai laikrodžiai tikslų laiką išlaiko ne dėl radioaktyvaus skilimo, kaip rodo jų pavadinimas, o naudojant branduolių ir juos supančių elektronų virpesius. Jų dažnį lemia branduolio masė, gravitacija ir elektrostatinis „balansas“ tarp teigiamai įkrauto branduolio ir elektronų. Tai ne visai atitinka įprastą laikrodžio mechanizmą. Atominiai laikrodžiai yra patikimesni laiko fiksatoriai, nes jų svyravimai nesikeičia priklausomai nuo aplinkos veiksnių, tokių kaip drėgmė, temperatūra ar slėgis.
Atominių laikrodžių evoliucija
Metams bėgant mokslininkai suprato, kad atomai turi rezonansinius dažnius, susijusius su kiekvieno gebėjimu sugerti ir skleisti elektromagnetinę spinduliuotę. 1930-aisiais ir 1940-aisiais buvo sukurta aukšto dažnio ryšių ir radarų įranga, galinti susieti su atomų ir molekulių rezonanso dažniais. Tai prisidėjo prie laikrodžio idėjos.
Pirmuosius pavyzdžius 1949 m. pastatė Nacionalinis standartų ir technologijos institutas (NIST). Amoniakas buvo naudojamas kaip vibracijos šaltinis. Tačiau jie nebuvo daug tikslesni už esamą laiko standartą, o cezis buvo naudojamas kitoje kartoje.
Naujas standartas
Laiko matavimo tikslumo pokytis buvo toks didelis, kad 1967 m. Generalinė svorių ir matų konferencija apibrėžė SI sekundę kaip 9 192 631 770 cezio atomo virpesių jo rezonansiniu dažniu. Tai reiškė, kad laikas nebėra susijęs su Žemės judėjimu. Stabiliausias pasaulyje atominis laikrodis buvo sukurtas 1968 m. ir buvo naudojamas kaip NIST laiko matavimo sistemos dalis iki 1990 m.
Tobulinamasis automobilis
Vienas iš naujausių pasiekimų šioje srityje yra aušinimas lazeriu. Tai pagerino signalo ir triukšmo santykį ir sumažino laikrodžio signalo neapibrėžtumą. Šiai aušinimo sistemai ir kitai cezio laikrodžiams tobulinti naudojamai įrangai patalpinti reikėtų vietos, prilygsta geležinkelio vagonui, nors komercinės versijos galėtų tilpti į lagaminą. Viena iš šių laboratorinių įrenginių laiko laiką Boulderyje, Kolorado valstijoje, ir yra tiksliausias laikrodis Žemėje. Jie klysta tik 2 nanosekundėmis per dieną arba 1 sekunde per 1,4 milijono metų.
Sudėtinga technologija
Šis didžiulis tikslumas yra sudėtingo gamybos proceso rezultatas. Pirmiausia skystas cezis dedamas į krosnį ir kaitinamas, kol virsta dujomis. Metalo atomai dideliu greičiu išeina per mažą krosnies angą. Dėl elektromagnetų jie suskaidomi į atskirus skirtingos energijos pluoštus. Reikiamas spindulys praeina per U formos skylę, o atomai apšvitinami mikrobangų energija, kurios dažnis yra 9 192 631 770 Hz. Dėl to jie susijaudina ir pereina į kitokią energijos būseną. Tada magnetinis laukas išfiltruoja kitas atomų energijos būsenas.
Detektorius reaguoja į cezį ir rodo maksimumą esant teisingam dažniui. Tai būtina norint sukonfigūruoti kvarcinį generatorių, kuris valdo laikrodžio mechanizmą. Jo dažnį padalijus iš 9.192.631.770, gaunamas vienas impulsas per sekundę.
Ne tik cezis
Nors dažniausiai naudojami atominiai laikrodžiai naudoja cezio savybes, yra ir kitų tipų. Jie skiriasi naudojamu elementu ir energijos lygio pokyčių nustatymo priemonėmis. Kitos medžiagos yra vandenilis ir rubidis. Vandenilio atominiai laikrodžiai veikia panašiai kaip cezio laikrodžiai, tačiau jiems reikalingas indas su sienelėmis iš specialios medžiagos, kuri neleidžia atomams per greitai prarasti energijos. Rubidium laikrodžiai yra patys paprasčiausi ir kompaktiškiausi. Juose rubidžio dujomis užpildyta stiklo ląstelė, veikiama itin aukšto dažnio, keičia šviesos sugertį.
Kam reikia tikslaus laiko?
Šiandien laiką galima išmatuoti itin tiksliai, bet kodėl tai svarbu? Tai būtina tokiose sistemose kaip mobilieji telefonai, internetas, GPS, aviacijos programos ir skaitmeninė televizija. Iš pirmo žvilgsnio tai nėra akivaizdu.
Pavyzdys, kaip naudojamas tikslus laikas, yra paketų sinchronizavimas. Tūkstančiai telefono skambučių praeina per vidutinę ryšio liniją. Tai įmanoma tik todėl, kad pokalbis neperduodamas iki galo. Telekomunikacijų bendrovė ją suskaido į mažus paketus ir net dalį informacijos praleidžia. Tada jie praeina per liniją kartu su kitų pokalbių paketais ir atkuriami kitame gale be maišymo. Telefono stoties laikrodžio sistema gali nustatyti, kurie paketai priklauso tam tikram pokalbiui pagal tikslų informacijos išsiuntimo laiką.
GPS
Kitas tikslaus laiko įgyvendinimas yra pasaulinė padėties nustatymo sistema. Jį sudaro 24 palydovai, kurie perduoda savo koordinates ir laiką. Bet kuris GPS imtuvas gali prisijungti prie jų ir palyginti transliacijos laiką. Skirtumas leidžia vartotojui nustatyti savo vietą. Jei šie laikrodžiai nebūtų labai tikslūs, GPS sistema būtų nepraktiška ir nepatikima.
Tobulumo riba
Tobulėjant technologijoms ir atominiams laikrodžiams, išryškėjo Visatos netikslumai. Žemė juda netolygiai, sukeldama atsitiktinius metų ir dienų trukmės pokyčius. Anksčiau šie pokyčiai būtų buvę nepastebėti, nes laiko matavimo įrankiai buvo pernelyg netikslūs. Tačiau tyrėjų ir mokslininkų nusivylimui atominių laikrodžių laikas turi būti pakoreguotas, kad būtų kompensuojamos realaus pasaulio anomalijas. Tai nuostabūs įrankiai, padedantys tobulinti šiuolaikines technologijas, tačiau jų tobulumą riboja pačios gamtos nustatytos ribos.
Atominis laikrodis
Jei vertintume kvarcinių laikrodžių tikslumą trumpalaikio stabilumo požiūriu, tai reikia pasakyti, kad šis tikslumas yra daug didesnis nei švytuoklinių laikrodžių, kurie vis dėlto rodo didesnį stabilumą atliekant ilgalaikius matavimus. Kvarciniuose laikrodžiuose nereguliarus judėjimas atsiranda dėl vidinės kvarco struktūros pokyčių ir elektroninių sistemų nestabilumo.
Pagrindinis dažnio nestabilumo šaltinis yra kvarco kristalo senėjimas, sinchronizuojantis osciliatoriaus dažnį. Tiesa, matavimai parodė, kad kristalo senėjimas, lydimas dažnio padidėjimo, vyksta be didelių svyravimų ir staigių pokyčių. Nepaisant. Šis senėjimas pablogina teisingą kvarcinio laikrodžio veikimą ir reikalauja nuolatinio stebėjimo naudojant kitą įrenginį su generatoriumi, kurio dažnio atsakas yra stabilus, nekintantis.
Spartus mikrobangų spektroskopijos vystymasis po Antrojo pasaulinio karo atvėrė naujas galimybes tiksliai matuoti laiką naudojant dažnius, atitinkančius tinkamas spektrines linijas. Šie dažniai, kurie gali būti laikomi dažnio standartais, paskatino idėją naudoti kvantinį generatorių kaip laiko standartą.
Šis sprendimas buvo istorinis posūkis chronometrijos istorijoje, nes jis reiškė anksčiau galiojusio astronominio laiko vieneto pakeitimą nauju kvantiniu laiko vienetu. Šis naujas laiko vienetas buvo įvestas kaip tiksliai apibrėžtų perėjimų tarp kai kurių specialiai atrinktų medžiagų molekulių energijos lygių spinduliavimo laikotarpis. Po intensyvių šios problemos tyrimų ankstyvaisiais pokario metais pavyko sukurti įrenginį, veikiantį kontroliuojamo mikrobangų energijos absorbcijos skystame amoniake esant labai žemam slėgiui principu. Tačiau pirmieji eksperimentai su prietaisu, turinčiu sugerties elementą, laukiamų rezultatų nedavė, nes dėl abipusių molekulių susidūrimų sukeltas absorbcijos linijos išsiplėtimas apsunkino paties kvantinio perėjimo dažnio nustatymą. Tik siauro laisvai skraidančių amoniako molekulių pluošto metodu SSRS A.M. Prokhorovas ir N.G. Basovui ir JAV Townesui iš Kolumbijos universiteto pavyko žymiai sumažinti abipusio molekulių susidūrimo tikimybę ir praktiškai panaikinti spektrinės linijos išplėtimą. Tokiomis aplinkybėmis amoniako molekulės jau galėtų atlikti atominio generatoriaus vaidmenį. Siauras molekulių pluoštas, išleidžiamas per purkštuką į vakuuminę erdvę, eina per nevienodą elektrostatinį lauką, kuriame molekulės yra atskirtos. Aukštesnės kvantinės būsenos molekulės buvo nukreiptos į sureguliuotą rezonatorių, kur išskleidė elektromagnetinę energiją pastoviu 23 870 128 825 Hz dažniu. Tada šis dažnis lyginamas su kvarcinio osciliatoriaus, įtraukto į atominio laikrodžio grandinę, dažniu. Šiuo principu buvo sukurtas pirmasis kvantinis generatorius – amoniako mazeris (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation).
N.G. Basovas, A.M. Už šį darbą Prokhorovas ir Townesas 1964 metais gavo Nobelio fizikos premiją.
Mokslininkai iš Šveicarijos, Japonijos, Vokietijos, Didžiosios Britanijos, Prancūzijos ir, galiausiai, Čekoslovakijos, taip pat tyrė amoniako maserių dažnio stabilumą. Per 1968-1979 m. Čekoslovakijos mokslų akademijos Radijo inžinerijos ir elektronikos institute buvo pastatyti ir bandomajam eksploatavimui pradėti keli amoniako mazeriai, kurie tarnavo kaip dažnio standartai tikslaus laiko saugojimui Čekoslovakijoje pagamintuose atominiuose laikrodžiuose. Jie pasiekė 10–10 dažnių stabilumą, o tai atitinka kasdienius 20 milijonųjų sekundės dalių pokyčius.
Šiuo metu atominiai dažnio ir laiko standartai daugiausia naudojami dviem pagrindiniais tikslais – laiko matavimui ir bazinio dažnio standartų kalibravimui bei stebėjimui. Abiem atvejais kvarcinio laikrodžio generatoriaus dažnis lyginamas su atominio standarto dažniu.
Matuojant laiką reguliariai lyginamas atominio etalono dažnis ir kristalinio laikrodžio generatoriaus dažnis, o pagal nustatytus nuokrypius nustatoma tiesinė interpoliacija ir vidutinė laiko korekcija. Tada tikrasis laikas gaunamas iš kvarcinio laikrodžio rodmenų ir šios vidutinės laiko korekcijos sumos. Šiuo atveju paklaidą, atsirandančią dėl interpoliacijos, lemia kvarcinio laikrodžio kristalo senėjimo pobūdis.
Išskirtiniai rezultatai, pasiekti naudojant atominius laiko standartus, kurių paklaida yra tik 1 s per tūkstantį metų, buvo priežastis, kodėl tryliktojoje Generalinėje svorių ir matų konferencijoje, vykusioje 1967 m. spalį Paryžiuje, buvo pateiktas naujas laiko vieneto apibrėžimas. - atominė sekundė, kuri dabar buvo apibrėžta kaip 9 192 631 770 cezio-133 atomo spinduliuotės virpesių.
Kaip minėjome aukščiau, kvarco kristalui senstant, kvarco osciliatoriaus virpesių dažnis palaipsniui didėja, o skirtumas tarp kvarco ir atominio osciliatoriaus dažnių nuolat didėja. Jei kristalų senėjimo kreivė teisinga, tai kvarco virpesius pakanka koreguoti tik periodiškai, bent kelių dienų intervalais. Tokiu būdu atominio osciliatoriaus nereikia nuolat sujungti su kvarcinio laikrodžio sistema, o tai yra labai naudinga, nes trukdančių poveikių prasiskverbimas į matavimo sistemą yra ribotas.
Pasaulinėje parodoje Briuselyje 1958 metais demonstruotas šveicariškas atominis laikrodis su dviem amoniako molekuliniais osciliatoriais pasiekė šimtą tūkstantosios sekundės dalies per dieną tikslumą, kuris yra maždaug tūkstantį kartų tikslesnis nei tikslūs švytuokliniai laikrodžiai. Toks tikslumas jau leidžia tirti periodinius žemės ašies sukimosi greičio nepastovumus. Grafikas pav. 39, kuris yra savotiškas chronometrinių prietaisų istorinės raidos ir laiko matavimo metodų tobulinimo pavaizdavimas, parodo, kaip per kelis šimtmečius beveik stebuklingai išaugo laiko matavimo tikslumas. Vien per pastaruosius 300 metų šis tikslumas išaugo daugiau nei 100 000 kartų.
Ryžiai. 39. Chronometrinių prietaisų tikslumas laikotarpiu nuo 1930 iki 1950 m.
Chemikas Robertas Vilhelmas Bunsenas (1811-1899) pirmasis atrado cezį, kurio atomai tinkamai parinktomis sąlygomis geba sugerti elektromagnetinę spinduliuotę, kurios dažnis yra apie 9192 MHz. Šią savybę panaudojo Sherwoodas ir McCrackenas kurdami pirmąjį cezio pluošto rezonatorių. Netrukus L. Essenas, dirbdamas Nacionalinėje fizikos laboratorijoje Anglijoje, savo pastangas nukreipė į praktinį cezio rezonatoriaus panaudojimą dažniams ir laikui matuoti. Bendradarbiaudamas su astronomijos grupe Jungtinių Valstijų Nevelo observatorija, jis jau 1955-1958 m. nustatė cezio kvantinio perėjimo dažnį esant 9 192 631 770 Hz ir susiejo jį su tuo metu galiojančiu efemerido sekundės apibrėžimu, kuris daug vėliau, kaip minėta aukščiau, paskatino sukurti naują laiko vieneto apibrėžimą. Šie cezio rezonatoriai buvo sukonstruoti Kanados nacionalinėje tyrimų taryboje Otavoje, Swiss des Researches Horlogeres laboratorijoje Nešatelyje ir kt. Pirmasis pramoniniu būdu pagamintas atominis laikrodis buvo išleistas į rinką 1956 m. pavadinimu Atomichron. Amerikos kompanija National Company Walden“ Masačusetse.
Atominių laikrodžių sudėtingumas rodo, kad atominių osciliatorių naudojimas galimas tik laboratorinių laiko matavimų, atliekamų naudojant didelius matavimo prietaisus, srityje. Tiesą sakant, taip buvo iki šiol. Tačiau miniatiūrizacija prasiskverbė ir į šią sritį. Garsioji Japonijos įmonė „Seiko-Hattori“, gaminanti sudėtingus chronografus su krištolo generatoriais, pasiūlė pirmąjį atominį rankinį laikrodį, vėlgi pagamintą bendradarbiaujant su amerikiečių kompanija „McDonnell Douglas Astronautics Company“. Ši įmonė taip pat gamina miniatiūrinį kuro elementą, kuris yra minėtų laikrodžių energijos šaltinis. Šio elemento elektros energija yra 13? 6,4 mm gamina radioizotopą prometis-147; Šio elemento tarnavimo laikas yra penkeri metai. Laikrodžio korpusas, pagamintas iš tantalo ir nerūdijančio plieno, yra pakankama apsauga nuo į aplinką skleidžiamų elemento beta spindulių.
Astronominiai matavimai, planetų judėjimo erdvėje tyrimai ir įvairūs radijo astronomijos tyrimai dabar neapsieina be tikslaus laiko žinių. Tokiais atvejais iš kvarcinių ar atominių laikrodžių reikalaujamas tikslumas skiriasi milijonosiomis sekundės dalimis. Didėjant teikiamos laiko informacijos tikslumui, išaugo laikrodžių sinchronizavimo problemos. Kadaise visiškai patenkinamas radijo laiko signalų trumposiomis ir ilgosiomis bangomis metodas pasirodė esąs nepakankamai tikslus sinchronizuoti du arti vienas kito esančius laiko matavimo prietaisus didesniu nei 0,001 s tikslumu, o dabar net toks tikslumo laipsnis nėra ilgiau patenkinama.
Vienas iš galimų sprendimų – pagalbinių laikrodžių transportavimas į lyginamųjų matavimų vietą – buvo numatytas elektroninių elementų miniatiūrizavimas. 60-ųjų pradžioje buvo pastatyti specialūs kvarciniai ir atominiai laikrodžiai, kuriuos buvo galima gabenti lėktuvais. Juos buvo galima gabenti tarp astronominių laboratorijų ir tuo pačiu metu jie teikė informaciją apie laiką milijono sekundės dalių tikslumu. Pavyzdžiui, kai 1967 metais Kalifornijos kompanijos Hewlett-Packard gaminami miniatiūriniai cezio laikrodžiai buvo gabenami tarpžemyniniu keliu, šis prietaisas praėjo per 53 laboratorijas visame pasaulyje (buvo ir Čekoslovakijoje), o jo pagalba vietiniai laikrodžiai buvo sinchronizuoti tiksliai. 0,1 μs (0,0000001 s).
Ryšio palydovai taip pat gali būti naudojami mikrosekundžių laiko palyginimui. 1962 metais šį metodą naudojo Didžioji Britanija ir JAV, siųsdamos laiko signalą per Telestar palydovą. Tačiau daug palankesnių rezultatų mažesnėmis sąnaudomis pavyko pasiekti perduodant signalus televizijos technologija.
Šis tikslaus laiko ir dažnio perdavimo būdas naudojant televizijos laikrodžio impulsus buvo sukurtas ir išplėtotas Čekoslovakijos mokslo institucijose. Pagalbinis laiko informacijos nešėjas čia yra sinchronizuojantys vaizdo impulsai, kurie jokiu būdu netrukdo transliuoti televizijos programą. Tokiu atveju nereikia įvesti jokių papildomų impulsų į televizijos vaizdo signalą.
Šio metodo naudojimo sąlyga – tą pačią televizijos programą galima priimti lyginamų laikrodžių vietose. Lyginami laikrodžiai yra iš anksto sureguliuoti kelių milisekundžių tikslumu, o tada matavimas turi būti atliekamas visose matavimo stotyse vienu metu. Be to, būtina žinoti laiko skirtumą, reikalingą sinchronizuojantiems impulsams perduoti iš bendro šaltinio, kuris yra televizijos sinchronizatorius, į imtuvus lyginamų laikrodžių vietoje.
Iš knygos „Kaip žmonės atrado savo žemę“. autorius Tomilinas Anatolijus NikolajevičiusAntros kartos branduoliniai ledlaužiai Po ledlaužių flotilės flagmano – branduolinio ledlaužio „Leninas“ Leningrade buvo pastatyti dar trys branduoliniai ledlaužiai – atominiai herojai. Jie vadinami antros kartos ledlaužiais. Ką tai reiškia?Galbūt, visų pirma, kuriant naują
Iš knygos Sulaužytas imperijos kardas autorius Kalašnikovas Maksimas14 SKYRIUS NUTRAUKTAS ERELŲ SKRYDIS. RUSIJŲ KREIZERIAI – SUNKIEJI, BRANDUOLINĖS, RAKETA... 1 Kuriame šią knygą ne kaip raudą dėl prarastos didybės. Nors galime parašyti dešimtis puslapių, vaizduojančių dabartinę (parašyta 1996 m.) buvusio didžiojo laivyno būklę.
Iš knygos Antrasis pasaulinis karas pateikė Beevor Anthony50 skyrius Atominės bombos ir Japonijos pralaimėjimas 1945 m. gegužės–rugsėjo mėn. 1945 m. gegužę Vokietijai pasidavus, Japonijos armijos Kinijoje gavo įsakymą iš Tokijo pradėti trauktis į rytinę pakrantę. Čiang Kai-šeko nacionalistų kariuomenė buvo smarkiai sumušta per japonus
autoriusSaulės laikrodis Neabejotinai labiausiai paplitęs chronometrinis prietaisas buvo saulės laikrodis, pagrįstas kasdieniu, o kartais ir kasmetiniu Saulės judėjimu. Tokie laikrodžiai atsirado ne anksčiau, nei žmogus suprato ryšį tarp šešėlio ilgio ir padėties iš tų
Iš knygos Kita mokslo istorija. Nuo Aristotelio iki Niutono autorius Kalyuzhny Dmitrijus VitaljevičiusVandens laikrodžiai Saulės laikrodžiai buvo paprastas ir patikimas laiko indikatorius, tačiau turėjo rimtų trūkumų: jų veikimas priklausė nuo oro sąlygų ir apsiribojo laiku tarp saulėtekio ir saulėlydžio. Neabejotina, kad dėl to mokslininkai pradėjo ieškoti kitų
Iš knygos Kita mokslo istorija. Nuo Aristotelio iki Niutono autorius Kalyuzhny Dmitrijus VitaljevičiusUgnies laikrodžiai Be saulės ir vandens laikrodžių, nuo XIII amžiaus pradžios atsirado ir pirmieji ugnies arba žvakių laikrodžiai. Tai plonos maždaug metro ilgio žvakės, kurių skalė atspausdinta per visą ilgį. Jie palyginti tiksliai rodydavo laiką, o naktimis apšviesdavo ir bažnyčios bei
Iš knygos Kita mokslo istorija. Nuo Aristotelio iki Niutono autorius Kalyuzhny Dmitrijus VitaljevičiusSmėlio laikrodis Pirmojo smėlio laikrodžio data taip pat nežinoma. Tačiau jie, kaip ir aliejinės lempos, atsirado ne anksčiau nei skaidrus stiklas. Manoma, kad Vakarų Europoje apie smėlio laikrodį jie sužinojo tik viduramžių pabaigoje; vienas seniausių paminėjimų
Iš knygos Atominės bombos medžioklė: KGB byla Nr.13 676 autorius Čikovas Vladimiras Matvejevičius3. Kaip gimsta atominiai šnipai
Iš knygos Sakura ir ąžuolas (kolekcija) autorius Ovčinikovas Vsevolodas VladimirovičiusLaikrodis be rodyklių „Per daug į imperiją investavusios visuomenės paveldėtojai; Žmonės, apsupti sunykusių tirpstančio palikimo likučių, krizės akimirką negalėjo prisiversti atsisakyti praeities prisiminimų ir pakeisti savo pasenusį gyvenimo būdą. Iki pasimatymo
Iš knygos Antrasis pasaulinis karas: klaidos, klaidos, praradimai pateikė Dayton Len20. TAMSOS VALANDOS Padainuokim dainelę apie jaunus lakūnus, Jei ne karas, sėdėtų prie mokyklos suolo. 55 eskadrono RAF daina, parašyta apie 1918 m. Britų naikintuvai laimėjo Britanijos mūšį, bet naikintuvai nukentėjo
Iš knygos Kasdienis kilmingosios klasės gyvenimas Kotrynos aukso amžiuje autorius Elizieva Olga IgorevnaRyto valandomis pati imperatorienė kurstė židinį, uždegė žvakes ir lempą, o veidrodiniame kabinete atsisėdo prie rašomojo stalo – pirmosios dienos valandos buvo skirtos jos asmeninėms literatūrinėms mankštoms. Kartą ji pasakė Gribovskiui, kad „negali nė vienos dienos nepasišlapinti“.
Iš knygos „Didžioji pergalė Tolimuosiuose Rytuose“. 1945 m. rugpjūčio mėn.: nuo Užbaikalės iki Korėjos [redaguota] autorius Aleksandrovas Anatolijus AndrejevičiusVII skyrius Amerikos atominiai smūgiai Balandžio 1 d. 25-oji abiem pašnekovams pasirodė ypač pastebima. Karo sekretorius Stimsonas šiai ataskaitai ruošėsi nuo mėnesio pradžios, tačiau netikėta prezidento Ruzvelto mirtis sutrikdė aukšto rango pareigūnų kontaktų tvarkaraštį.
Iš knygos Rusijos Amerika autorius Burlakas Vadimas NiklasovičiusPoilsio valandomis Baranovas garsėjo svetingumu ir meile rengti vaišes. Tai prisiminė rusai, vietiniai gyventojai ir užsienio jūreiviai. Net bado laikais kolonijai jis rasdavo progą pavaišinti kviestinius ir atsitiktinius svečius, jei pritrūkdavo
Iš knygos „Ramseso Egiptas“. pateikė Monte PierreIV. Laikrodis Egiptiečiai dalijo metus į dvylika mėnesių ir lygiai taip pat padalino dieną į dvylika valandų, o naktį – į dvylika. Mažai tikėtina, kad jie padalino valandą į mažesnius laiko tarpus. Žodis „prie“, kuris išverstas kaip „akimirka“, neturi konkretaus
Iš knygos „Didžiausi pasaulio šnipai“. pateikė Wightonas Charlesas12 SKYRIUS „ATOMINIAI“ ŠNIPAI 1945 m. liepos 16 d. auštant Čerčiliui, Trumanui ir Stalinui susirinkus Berlyne į Potsdamo konferenciją, Alamogordo dykumoje, Naujojoje Meksikoje, buvo susprogdinta pirmoji atominė bomba. Ant kalvų, dvidešimt mylių nuo sprogimo vietos, buvo
Iš knygos „Rusų tyrinėtojai – Rusijos šlovė ir pasididžiavimas“ autorius Glazyrinas Maksimas JurjevičiusAtominiai reaktoriai ir elektroniniai kristalai Konstantinas Čilovskis (g. 1881 m.), rusų inžinierius, išradėjas. Jis išrado povandeninių laivų aptikimo prietaisą, kuris buvo plačiai naudojamas Pirmojo pasaulinio karo metu (1914–1918). Už savo išradimą jis buvo apdovanotas Prancūzijos ordinu.
Mokslo pasaulį pasklido sensacija – laikas išgaruoja iš mūsų Visatos! Kol kas tai tik ispanų astrofizikų hipotezė. Tačiau tai, kad laiko tėkmė Žemėje ir erdvėje skiriasi, mokslininkai jau įrodė. Laikas, veikiamas gravitacijos, teka lėčiau, tolstant nuo planetos vis greičiau. Žemiško ir kosminio laiko sinchronizavimo užduotį atlieka vandenilio dažnio standartai, kurie dar vadinami „atominiais laikrodžiais“.
Pirmasis atominis laikas atsirado kartu su astronautikos atsiradimu 20-ųjų viduryje. Šiais laikais atominiai laikrodžiai tapo kasdienybe, jais naudojamės kiekvieną dieną: su jų pagalba veikia skaitmeniniai ryšiai, GLONASS, navigacija, transportas.
Mobiliųjų telefonų savininkai beveik nesusimąsto, koks sudėtingas darbas atliekamas erdvėje, siekiant griežtai sinchronizuoti laiką, o kalbame tik apie milijonines sekundės dalis.
Tikslus laiko standartas saugomas Maskvos regione, Fizinių-techninių ir radiotechninių matavimų moksliniame institute. Pasaulyje yra 450 tokių laikrodžių.
Rusija ir JAV turi atominių laikrodžių monopolijas, tačiau JAV laikrodžiai veikia cezio, labai kenksmingo aplinkai metalo, pagrindu, o Rusijoje vandenilio pagrindu – saugesnės, patvaresnės medžiagos.
Šis laikrodis neturi nei ciferblato, nei rodyklių: atrodo kaip didelė retų ir vertingų metalų statinė, užpildyta pažangiausiomis technologijomis – didelio tikslumo matavimo prietaisais ir atominiais standartais atitinkančia įranga. Jų kūrimo procesas yra labai ilgas, sudėtingas ir vyksta absoliutaus sterilumo sąlygomis.
Jau 4 metus Rusijos palydove sumontuotas laikrodis tiria tamsiąją energiją. Pagal žmogaus standartus, per daugelį milijonų metų jie praranda tikslumą 1 sekunde.
Netrukus atominiai laikrodžiai bus įrengti Spektr-M – kosminėje observatorijoje, kuri matys, kaip formuojasi žvaigždės ir egzoplanetos, ir pažvelgs už juodosios skylės krašto mūsų Galaktikos centre. Mokslininkų teigimu, dėl monstriškos gravitacijos laikas čia teka taip lėtai, kad beveik sustoja.
tvroskosmosas
, Galileo) neįmanomi be atominių laikrodžių. Atominiai laikrodžiai taip pat naudojami palydovinėse ir antžeminėse telekomunikacijų sistemose, įskaitant mobiliųjų telefonų bazines stotis, tarptautinius ir nacionalinius standartų biurus ir laiko tarnybas, kurios periodiškai transliuoja laiko signalus per radiją.
Laikrodžio įrenginys
Laikrodis susideda iš kelių dalių:
- kvantinis diskriminatorius,
- elektronikos kompleksas.
Nacionaliniai dažnių standartų centrai
Daugelis šalių sukūrė nacionalinius laiko ir dažnių standartų centrus:
- (VNIIFTRI), Mendeleevo kaimas, Maskvos sritis;
- (NIST), Boulder (JAV, Koloradas);
- Nacionalinis pažangių pramonės mokslų ir technologijų institutas (AIST), Tokijas (Japonija);
- Federalinė fizinė ir techninė agentūra (vokiečių kalba)(PTB), Braunšveigas (Vokietija);
- Nacionalinė metrologijos ir bandymų laboratorija (Prancūzų kalba)(LNE), Paryžius (Prancūzija).
- JK nacionalinė fizinė laboratorija (NPL), Londonas, JK.
Įvairių šalių mokslininkai stengiasi tobulinti atominius laikrodžius ir jais remdamiesi nustato pirminius laiko ir dažnių standartus, tokių laikrodžių tikslumas nuolat auga. Rusijoje atliekami platūs tyrimai, skirti pagerinti atominių laikrodžių veikimą.
Atominių laikrodžių tipai
Ne kiekvienas atomas (molekulė) yra tinkamas kaip atominio laikrodžio diskriminatorius. Parenkami atomai, nejautrūs įvairiems išoriniams poveikiams: magnetiniams, elektriniams ir elektromagnetiniams laukams. Tokių atomų yra kiekviename elektromagnetinės spinduliuotės spektro diapazone. Tai: kalcio, rubidžio, cezio, stroncio atomai, vandenilio, jodo, metano, osmio(VIII) oksido ir kt. molekulės. Pagrindiniu (pirminiu) dažnio etalonu pasirinktas cezio atomo hipersmulkusis perėjimas. Visų kitų (antrinių) standartų veikimas lyginamas su šiuo standartu. Tokiam palyginimui šiuo metu naudojamos vadinamosios optinės šukos. (Anglų)- plataus dažnio spektro spinduliuotė vienodo atstumo linijų pavidalu, atstumas tarp kurių yra susietas su atominio dažnio standartu. Optinės šukos gaminamos naudojant fiksuotą femtosekundinį lazerį ir mikrostruktūrinį optinį pluoštą, kurio spektras išplečiamas iki vienos oktavos.
2006 metais Amerikos nacionalinio standartų ir technologijų instituto mokslininkai, vadovaujami Jimo Bergkvisto, sukūrė laikrodį, veikiantį vienu atomu. Perėjimai tarp gyvsidabrio jonų energijos lygių sukuria fotonus matomame diapazone, kurių stabilumas yra 5 kartus didesnis nei cezio-133 mikrobangų spinduliuotės. Naujasis laikrodis taip pat gali būti pritaikytas tyrinėjant pagrindinių fizinių konstantų pokyčių priklausomybę nuo laiko. 2015 m. balandžio mėn. tiksliausi atominiai laikrodžiai buvo JAV nacionalinio standartų ir technologijų instituto sukurti. Klaida buvo tik viena sekundė per 15 milijardų metų. Vienas iš galimų laikrodžių pritaikymo būdų buvo reliatyvistinė geodezija, kurios pagrindinė idėja – naudoti laikrodžių tinklą kaip gravitacinius jutiklius, kurie padės atlikti neįtikėtinai detalius trimačius Žemės formos matavimus.
Aktyviai kuriami kompaktiški atominiai laikrodžiai, skirti naudoti kasdieniame gyvenime (rankiniai laikrodžiai, mobilieji įrenginiai). 2011 metų pradžioje amerikiečių įmonė Symmetricom paskelbė apie mažos lusto dydžio cezio atominio laikrodžio komercinį išleidimą. Laikrodis veikia remiantis nuoseklaus gyventojų gaudymo efektu. Jų stabilumas 5 10 -11 per valandą, svoris 35 g, energijos sąnaudos 115 mW.
Pastabos
- Naujas atominio laikrodžio tikslumo rekordas (neapibrėžtas)
