ატომური საათები: ზუსტი დრო პროგრესის გასაღებია. ატომური საათი ატომური საათი ამოწმებს დროს

გასულ წელს, 2012 წელს, ორმოცდახუთი წელი გავიდა მას შემდეგ, რაც კაცობრიობამ გადაწყვიტა გამოეყენებინა ატომური დროის აღრიცხვა დროის რაც შეიძლება ზუსტად გასაზომად. 1967 წელს დროის საერთაშორისო კატეგორიამ შეწყვიტა ასტრონომიული მასშტაბებით განსაზღვრა - ისინი შეიცვალა ცეზიუმის სიხშირის სტანდარტით. სწორედ მან მიიღო ახლა პოპულარული სახელი - ატომური საათები. ზუსტი დრო, რომელიც მათ საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ, აქვს უმნიშვნელო შეცდომა ერთი წამი სამ მილიონ წელიწადში, რაც საშუალებას აძლევს მათ გამოიყენონ დროის სტანდარტად მსოფლიოს ნებისმიერ კუთხეში.

ცოტა ისტორია

ატომური ვიბრაციების გამოყენების იდეა ულტრა ზუსტი დროის გაზომვისთვის პირველად გამოთქვა 1879 წელს ბრიტანელმა ფიზიკოსმა უილიამ ტომსონმა. რეზონატორის ატომების ემიტერის როლში ამ მეცნიერმა შესთავაზა წყალბადის გამოყენება. იდეის პრაქტიკაში განხორციელების პირველი მცდელობები მხოლოდ 1940-იან წლებში განხორციელდა. მეოცე საუკუნე. და მსოფლიოში პირველი მოქმედი ატომური საათი 1955 წელს დიდ ბრიტანეთში გამოჩნდა. მათი შემქმნელი იყო ბრიტანელი ექსპერიმენტატორი ფიზიკოსი დოქტორი ლუის ესენი. ეს საათი მუშაობდა ცეზიუმ-133 ატომების ვიბრაციების საფუძველზე და მათი წყალობით მეცნიერებმა საბოლოოდ შეძლეს დროის გაცილებით დიდი სიზუსტით გაზომვა, ვიდრე ადრე. ესენის პირველმა მოწყობილობამ დაუშვა შეცდომა არაუმეტეს წამისა ყოველ ას წელიწადში, მაგრამ შემდგომში ის მრავალჯერ გაიზარდა და შეცდომა წამში მხოლოდ 2-3 ასეულ მილიონ წელიწადში შეიძლება დაგროვდეს.

ატომური საათი: როგორ მუშაობს

როგორ მუშაობს ეს გენიალური „მოწყობილობა“? როგორც რეზონანსული სიხშირის გენერატორი, ატომური საათები იყენებენ მოლეკულებს ან ატომებს კვანტურ დონეზე. ამყარებს კავშირს სისტემას „ატომის ბირთვი - ელექტრონები“ რამდენიმე დისკრეტულ ენერგეტიკულ დონესთან. თუ ასეთ სისტემაზე გავლენას ახდენს მკაცრად განსაზღვრული სიხშირე, მაშინ მოხდება ამ სისტემის გადასვლა დაბალი დონიდან მაღალზე. შესაძლებელია საპირისპირო პროცესიც: ატომის გადასვლა უფრო მაღალი დონიდან ქვედაზე, რასაც თან ახლავს ენერგიის გამოსხივება. ამ ფენომენების კონტროლი და ჩაწერა შესაძლებელია ენერგიის ყველა ნახტომი ქმნიან ოსტილატორული მიკროსქემის მსგავსი რამ (მას ასევე ეწოდება ატომური ოსცილატორი). მისი რეზონანსული სიხშირე შეესაბამება ენერგიის სხვაობას მეზობელ ატომურ გარდამავალ დონეებს შორის, გაყოფილი პლანკის მუდმივზე.

ასეთ რხევად წრეს აქვს უდაო უპირატესობები მის მექანიკურ და ასტრონომიულ წინამორბედებთან შედარებით. ერთი ასეთი ატომური ოსცილატორისთვის, ნებისმიერი ნივთიერების ატომების რეზონანსული სიხშირე იგივე იქნება, რაც არ შეიძლება ითქვას ქანქარებზე და პიეზოკრისტალებზე. გარდა ამისა, ატომები დროთა განმავლობაში არ იცვლებიან თვისებებს და არ ცვდებიან. ამიტომ, ატომური საათები უკიდურესად ზუსტი და თითქმის მარადიული ქრონომეტრია.

ზუსტი დრო და თანამედროვე ტექნოლოგიები

სატელეკომუნიკაციო ქსელები, სატელიტური კომუნიკაციები, GPS, NTP სერვერები, ელექტრონული ტრანზაქციები ბირჟაზე, ონლაინ აუქციონები, ბილეთების ინტერნეტით ყიდვის პროცედურა - ეს ყველაფერი და მრავალი სხვა ფენომენი დიდი ხანია მტკიცედ არის დამკვიდრებული ჩვენს ცხოვრებაში. მაგრამ კაცობრიობას რომ არ გამოეგონა ატომური საათი, ეს ყველაფერი უბრალოდ არ მოხდებოდა. ზუსტი დრო, რომელთანაც სინქრონიზაცია საშუალებას გაძლევთ მინიმუმამდე დაიყვანოთ ნებისმიერი შეცდომა, შეფერხება და შეფერხება, საშუალებას აძლევს ადამიანს მაქსიმალურად გამოიყენოს ეს ფასდაუდებელი შეუცვლელი რესურსი, რომელიც არასდროს არის ზედმეტი.

დროის საზომი მოწყობილობების შემუშავებაში ახალი იმპულსი მისცეს ატომურმა ფიზიკოსებმა.

1949 წელს აშენდა პირველი ატომური საათი, სადაც რხევების წყარო იყო არა ქანქარა ან კვარცის ოსცილატორი, არამედ სიგნალები, რომლებიც დაკავშირებულია ელექტრონის კვანტურ გადასვლასთან ატომის ორ ენერგეტიკულ დონეს შორის.

პრაქტიკაში, ასეთი საათები არც თუ ისე ზუსტი აღმოჩნდა, უფრო მეტიც, ისინი იყო მოცულობითი და ძვირი და ფართოდ არ გამოიყენებოდა. შემდეგ გადაწყდა ქიმიურ ელემენტზე – ცეზიუმზე გადასვლა. და 1955 წელს გამოჩნდა პირველი ატომური საათი ცეზიუმის ატომებზე დაფუძნებული.

1967 წელს გადაწყდა ატომური დროის სტანდარტზე გადასვლა, ვინაიდან დედამიწის ბრუნვა ნელდება და ამ შენელების სიდიდე არ არის მუდმივი. ამან მნიშვნელოვნად შეაფერხა ასტრონომებისა და დროის მცველების მუშაობა.

დედამიწა ამჟამად ბრუნავს დაახლოებით 2 მილიწამში 100 წელიწადში.

დღის ხანგრძლივობის რყევებიც წამის მეათასედს აღწევს. ამიტომ გრინვიჩის საშუალო დროის სიზუსტე (მსოფლიო სტანდარტი 1884 წლიდან) არასაკმარისი გახდა. 1967 წელს მოხდა ატომური დროის სტანდარტზე გადასვლა.

დღეს წამი არის დროის პერიოდი ზუსტად ტოლი 9,192,631,770 რადიაციული პერიოდის, რაც შეესაბამება ცეზიუმ 133 ატომის ძირითადი მდგომარეობის ორ ჰიპერწვრილ დონეს შორის გადასვლას.

ამ დროისთვის, კოორდინირებული უნივერსალური დრო გამოიყენება დროის მასშტაბად. იგი ჩამოყალიბებულია წონებისა და ზომების საერთაშორისო ბიუროს მიერ, სხვადასხვა ქვეყნის დროის აღრიცხვის ლაბორატორიების, ასევე დედამიწის ბრუნვის საერთაშორისო სამსახურის მონაცემების გაერთიანებით. მისი სიზუსტე თითქმის მილიონჯერ უკეთესია, ვიდრე ასტრონომიული გრინვიჩის დრო.

შემუშავებულია ტექნოლოგია, რომელიც შესაძლებელს გახდის რადიკალურად შეამციროს ულტრა ზუსტი ატომური საათების ზომა და ღირებულება, რაც შესაძლებელს გახდის მათ ფართოდ გამოყენებას მობილურ მოწყობილობებში სხვადასხვა მიზნებისთვის. მეცნიერებმა შეძლეს ულტრაპატარა ზომის ატომური დროის სტანდარტის შექმნა. ასეთი ატომური საათები მოიხმარენ 0,075 ვტ-ზე ნაკლებს და აქვთ ცდომილება არაუმეტეს ერთი წამისა 300 წელიწადში.

აშშ-ს კვლევითმა ჯგუფმა მოახერხა ულტრა კომპაქტური ატომური სტანდარტის შექმნა. შესაძლებელი გახდა ატომური საათების კვება ჩვეულებრივი AA ბატარეებიდან. ულტრა ზუსტი ატომური საათები, ჩვეულებრივ მინიმუმ მეტრი სიმაღლით, მოთავსებული იყო 1.5x1.5x4 მმ მოცულობით.

შეერთებულ შტატებში შემუშავდა ექსპერიმენტული ატომური საათი, რომელიც დაფუძნებულია ვერცხლისწყლის ერთ იონზე. ისინი ხუთჯერ უფრო ზუსტია ვიდრე ცეზიუმი, რომელიც მიღებულია როგორც საერთაშორისო სტანდარტი. ცეზიუმის საათები იმდენად ზუსტია, რომ ერთი წამის სხვაობა მიიღწევა მხოლოდ 70 მილიონი წლის შემდეგ, ხოლო ვერცხლისწყლის საათებისთვის ეს პერიოდი იქნება 400 მილიონი წელი.

1982 წელს ახალი ასტრონომიული ობიექტი, მილიწამიანი პულსარი ჩაერია დროის სტანდარტის ასტრონომიულ განმარტებასა და მასში გამარჯვებულ ატომურ საათს შორის დავაში. ეს სიგნალები ისეთივე სტაბილურია, როგორც საუკეთესო ატომური საათები

Იცოდი?

პირველი საათი რუსეთში

1412 წელს მოსკოვში, ხარების ტაძრის უკან, დიდი ჰერცოგის ეზოში მოათავსეს საათი და სერბეთის მიწიდან ჩამოსულმა სერბმა ბერმა ლაზარმა დაამზადა ისინი. სამწუხაროდ, რუსეთში ამ პირველი საათების აღწერა არ არის შემონახული.

________

როგორ გამოჩნდა ზარები მოსკოვის კრემლის სპასკაიას კოშკზე?

მე-17 საუკუნეში ინგლისელმა კრისტოფერ გალოვეიმ სპასკაიას კოშკისთვის ზარები შეასრულა: საათის წრე დაყოფილი იყო 17 სექტორად, საათის ერთადერთი მაჩვენებელი უმოძრაო იყო, ქვევით მიმართული და ციფერბლატის ნებისმიერ რიცხვზე მიუთითებდა, მაგრამ თავად აკრიფეთ ბრუნავდა.

ხშირად გვესმის ფრაზა, რომ ატომური საათი ყოველთვის აჩვენებს ზუსტ დროს. მაგრამ მათი სახელიდან ძნელია იმის გაგება, თუ რატომ არის ატომური საათები ყველაზე ზუსტი ან როგორ მუშაობს ისინი.

ის ფაქტი, რომ სახელი შეიცავს სიტყვას "ატომური" საერთოდ არ ნიშნავს იმას, რომ საათი სიცოცხლისთვის საშიშროებას წარმოადგენს, მაშინაც კი, თუ ატომური ბომბის ან ატომური ელექტროსადგურის შესახებ ფიქრები მაშინვე გაჩნდება. ამ შემთხვევაში მხოლოდ საათის პრინციპზეა საუბარი. თუ ჩვეულებრივ მექანიკურ საათებში მექანიზმები ასრულებენ ვიბრაციულ მოძრაობებს და მათი მოძრაობები დათვლილია, მაშინ ატომურ საათებში ითვლიან ელექტრონების რხევებს ატომების შიგნით. მოქმედების პრინციპის უკეთ გასაგებად, გავიხსენოთ ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკა.

ჩვენს სამყაროში ყველა ნივთიერება შედგება ატომებისგან. ატომები შედგება პროტონებისგან, ნეიტრონებისა და ელექტრონებისაგან. პროტონები და ნეიტრონები ერწყმის ერთმანეთს და ქმნიან ბირთვს, რომელსაც ასევე უწოდებენ ნუკლეონს. ელექტრონები მოძრაობენ ბირთვის გარშემო, რომელიც შეიძლება იყოს სხვადასხვა ენერგეტიკულ დონეზე. ყველაზე საინტერესო ის არის, რომ ენერგიის შთანთქმისას ან გაცემისას ელექტრონს შეუძლია გადავიდეს მისი ენერგეტიკული დონიდან უფრო მაღალ ან დაბალზე. ელექტრონს შეუძლია მიიღოს ენერგია ელექტრომაგნიტური გამოსხივებისგან, თითოეული გადასვლისას გარკვეული სიხშირის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების შთანთქმით ან გამოსხივებით.

ყველაზე ხშირად არის საათები, რომლებშიც ცეზიუმ -133 ელემენტის ატომები გამოიყენება შესაცვლელად. თუ 1 წამში ქანქარა ჩვეულებრივი საათებიაკეთებს 1 რხევად მოძრაობას, შემდეგ ელექტრონებს ატომურ საათებშიცეზიუმ-133-ზე დაფუძნებული, ერთი ენერგეტიკული დონიდან მეორეზე გადასვლისას ისინი ასხივებენ ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას 9192631770 ჰც სიხშირით. გამოდის, რომ ერთი წამი იყოფა ზუსტად ამ რაოდენობის ინტერვალებად, თუ ის გამოითვლება ატომურ საათებში. ეს ღირებულება ოფიციალურად იქნა მიღებული საერთაშორისო საზოგადოების მიერ 1967 წელს. წარმოიდგინეთ უზარმაზარი ციფერბლატი, სადაც არის არა 60, არამედ 9192631770 დივიზია, რომელიც მხოლოდ 1 წამია. გასაკვირი არ არის, რომ ატომური საათები ასე ზუსტია და აქვს მთელი რიგი უპირატესობები: ატომები არ ბერდება, არ ცვივა და რხევის სიხშირე ყოველთვის იგივე იქნება ერთი ქიმიური ელემენტისთვის, რის წყალობითაც შესაძლებელია ერთდროულად შედარება. მაგალითად, ატომური საათების კითხვა შორს კოსმოსში და დედამიწაზე, შეცდომების არ ეშინია.

ატომური საათების წყალობით კაცობრიობამ პრაქტიკაში შეძლო შეემოწმებინა ფარდობითობის თეორიის სისწორე და დარწმუნდა, რომ ვიდრე დედამიწაზე. ატომური საათები დამონტაჟებულია ბევრ თანამგზავრზე და კოსმოსურ ხომალდზე, ისინი გამოიყენება სატელეკომუნიკაციო საჭიროებისთვის, მობილური კომუნიკაციებისთვის, ისინი ადარებენ ზუსტ დროს მთელ პლანეტაზე. გაზვიადების გარეშე, ატომური საათის გამოგონების წყალობით კაცობრიობამ შეძლო მაღალი ტექნოლოგიების ეპოქაში შესვლა.

როგორ მუშაობს ატომური საათები?

ცეზიუმ-133 თბება ცეზიუმის ატომების აორთქლებით, რომლებიც გადის მაგნიტურ ველში, სადაც ირჩევენ სასურველი ენერგეტიკული მდგომარეობების მქონე ატომებს.

შემდეგ შერჩეული ატომები გადიან მაგნიტურ ველში 9192631770 ჰც-თან ახლოს სიხშირით, რაც ქმნის კვარცის ოსცილატორს. ველის გავლენით, ცეზიუმის ატომები კვლავ ცვლიან ენერგეტიკულ მდგომარეობებს და ეცემა დეტექტორზე, რომელიც აფიქსირებს, როდის ექნება შემომავალი ატომების უდიდეს რაოდენობას "სწორი" ენერგეტიკული მდგომარეობა. შეცვლილი ენერგეტიკული მდგომარეობით ატომების მაქსიმალური რაოდენობა მიუთითებს იმაზე, რომ მიკროტალღური ველის სიხშირე სწორად არის არჩეული, შემდეგ კი მისი მნიშვნელობა მიეწოდება ელექტრონულ მოწყობილობას - სიხშირის გამყოფს, რომელიც სიხშირის შემცირებას მთელი რიცხვით ჯერ იღებს. ნომერი 1, რომელიც არის მეორე მინიშნება.

ამრიგად, ცეზიუმის ატომები გამოიყენება კრისტალური ოსცილატორის მიერ წარმოქმნილი მაგნიტური ველის სწორი სიხშირის შესამოწმებლად, რაც ხელს უწყობს მის მუდმივ შენარჩუნებას.

Ეს საინტერესოა: მიუხედავად იმისა, რომ დღეს არსებული ატომური საათები უპრეცედენტო ზუსტია და შეუძლიათ მილიონობით წლის განმავლობაში შეცდომების გარეშე იმუშაონ, ფიზიკოსები აქ გაჩერებას არ აპირებენ. სხვადასხვა ქიმიური ელემენტების ატომების გამოყენებით, ისინი მუდმივად მუშაობენ ატომური საათების სიზუსტის გასაუმჯობესებლად. უახლესი გამოგონებებიდან - ატომური საათები სტრონციუმი, რომლებიც სამჯერ უფრო ზუსტია ვიდრე მათი ცეზიუმის ანალოგი. მათ დასჭირდებათ 15 მილიარდი წელი, რომ მხოლოდ წამით ჩამორჩნენ - დრო უფრო მეტი ვიდრე ჩვენი სამყაროს ასაკი…

თუ შეცდომას იპოვით, გთხოვთ, მონიშნეთ ტექსტის ნაწილი და დააწკაპუნეთ Ctrl+Enter.

ატომური საათი 2016 წლის 27 იანვარი

შვეიცარია, ან თუნდაც იაპონია, არ იქნება მსოფლიოში პირველი ჯიბის საათის დაბადების ადგილი ჩაშენებული ატომური დროის სტანდარტით. მათი შექმნის იდეა წარმოიშვა დიდი ბრიტანეთის გულში ლონდონში დაფუძნებული ბრენდის Hoptroff-ისგან

ატომური, ან როგორც მათ ასევე უწოდებენ "კვანტურ საათებს", არის მოწყობილობა, რომელიც ზომავს დროს ბუნებრივი ვიბრაციების გამოყენებით, რომლებიც დაკავშირებულია ატომების ან მოლეკულების დონეზე მიმდინარე პროცესებთან. რიჩარდ ჰოპტროფმა გადაწყვიტა, რომ დროა თანამედროვე ჯენტლმენებმა, რომლებიც დაინტერესებულნი არიან მაღალტექნოლოგიური მოწყობილობებით, შეცვალონ ჯიბის მექანიკური საათები რაღაც უფრო ექსტრავაგანტული და არაჩვეულებრივი და ასევე თანამედროვე ურბანული ტენდენციების შესაბამისად.

ასე რომ, საზოგადოებას აჩვენეს ელეგანტური ჯიბის ატომური საათი Hoptroff No. 10, რომელსაც შეუძლია გააოცოს თანამედროვე თაობა, რომელსაც აცდუნებს გაჯეტების სიმრავლე, არა მხოლოდ თავისი რეტრო სტილით და ფანტასტიკური სიზუსტით, არამედ მისი მომსახურების ვადით. დეველოპერების თქმით, ამ საათის თანხლებით, თქვენ შეძლებთ დარჩეთ ყველაზე პუნქტუალურ ადამიანად მინიმუმ 5 მილიარდი წლის განმავლობაში.

კიდევ რა შეგიძლიათ გაიგოთ მათ შესახებ საინტერესო ...

ფოტო 2.

ყველა, ვინც არასდროს დაინტერესებულა ასეთი საათებით, ღირს მოკლედ აღწეროთ მათი მუშაობის პრინციპი. "ატომური მოწყობილობის" შიგნით არაფერია ისეთი, რაც კლასიკურ მექანიკურ საათს წააგავს. ჰოპტროფში No. 10 არ არსებობს მექანიკური ნაწილები, როგორც ასეთი. სამაგიეროდ, ატომური ჯიბის საათები აღჭურვილია დალუქული კამერით, რომელიც სავსეა რადიოაქტიური აირისებრი ნივთიერებით, რომლის ტემპერატურას სპეციალური ღუმელი აკონტროლებს. ზუსტი დრო ასეთია: ლაზერები აღაგზნებს ქიმიური ელემენტის ატომებს, რომელიც არის საათის ერთგვარი „შემავსებელი“, რეზონატორი კი აფიქსირებს და ზომავს თითოეულ ატომურ გადასვლას. დღეს ასეთი მოწყობილობების ძირითადი ელემენტია ცეზიუმი. თუ გავიხსენებთ ერთეულების SI სისტემას, მაშინ მასში წამის მნიშვნელობა უკავშირდება ელექტრომაგნიტური გამოსხივების პერიოდების რაოდენობას ცეზიუმ-133 ატომების ერთი ენერგეტიკული დონიდან მეორეზე გადასვლისას.

ფოტო 3.

თუ სმარტფონებში პროცესორის ჩიპი ითვლება მოწყობილობის გულად, მაშინ Hoptroff No. 10 ამ როლს იღებს საცნობარო დროის მოდული-გენერატორი. მას აწვდის Symmetricom და თავად ჩიპი თავდაპირველად იყო ორიენტირებული სამხედრო ინდუსტრიაში გამოყენებაზე - უპილოტო საჰაერო ხომალდებში.

CSAC ატომური საათი აღჭურვილია ტემპერატურის კონტროლირებადი თერმოსტატით, რომელიც შეიცავს ცეზიუმის ორთქლის კამერას. ცეზიუმ-133 ატომებზე ლაზერის გავლენით იწყება მათი გადასვლა ერთი ენერგეტიკული მდგომარეობიდან მეორეზე, რისთვისაც მიკროტალღური რეზონატორი გამოიყენება მის გასაზომად. 1967 წლიდან, ერთეულების საერთაშორისო სისტემამ (SI) განსაზღვრა ერთი წამი, როგორც ელექტრომაგნიტური გამოსხივების 9,192,631,770 პერიოდი, რომელიც წარმოიქმნება ცეზიუმ-133 ატომის ძირითადი მდგომარეობის ორ ჰიპერწვრილ დონეს შორის გადასვლის შედეგად. ამის საფუძველზე ძნელი წარმოსადგენია ცეზიუმზე დაფუძნებული ტექნიკურად უფრო ზუსტი საათი. დროთა განმავლობაში, დროის აღრიცხვის უახლესი მიღწევებით, ახალი ოპტიკური საათები, რომლებიც დაფუძნებულია ალუმინის იონზე, რომელიც პულსირებს ულტრაიისფერ სიხშირეზე (100,000-ჯერ მეტი ცეზიუმის საათების მიკროტალღურ სიხშირეზე) ასჯერ უფრო ზუსტი იქნება, ვიდრე ატომური ქრონომეტრები. მარტივად რომ ვთქვათ, Hoptroff-ის ახალ No.10 ჯიბის საათს აქვს 0,0015 წამის სიზუსტე წელიწადში, 2,4 მილიონი ჯერ უკეთესი COSC სტანდარტებზე.

ფოტო 4.

ფანტაზიის ზღვარზეა აპარატის ფუნქციური მხარეც. მასთან ერთად შეგიძლიათ გაიგოთ: დრო, თარიღი, კვირის დღე, წელი, გრძედი და განედი სხვადასხვა მნიშვნელობებში, წნევა, ტენიანობა, გვერდითი საათები და წუთები, მოქცევის პროგნოზი და მრავალი სხვა ინდიკატორი. საათი გამოდის ოქროში და მისი ძვირფასი ლითონის კორპუსის შესაქმნელად იგეგმება 3D ბეჭდვის გამოყენება.

რიჩარდ ჰოპტროფი გულწრფელად თვლის, რომ მისი შთამომავლებისთვის წარმოების ეს კონკრეტული ვარიანტი ყველაზე სასურველია. დიზაინის დიზაინის კომპონენტის ოდნავ შესაცვლელად, საერთოდ არ იქნება საჭირო საწარმოო ხაზის აღდგენა, არამედ ამისთვის 3D ბეჭდვის მოწყობილობის ფუნქციური მოქნილობის გამოყენება. მართალია, აღსანიშნავია, რომ ნაჩვენები პროტოტიპის საათი დამზადდა კლასიკური გზით.

ფოტო 5.

დრო ძალიან ძვირფასია ამ დღეებში და ჯიბის საათი Hoptroff No. 10 ამის პირდაპირი დადასტურებაა. წინასწარი ინფორმაციით, ბირთვული მოწყობილობების პირველი პარტია 12 ერთეული იქნება, ხოლო რაც შეეხება ღირებულებას, 1 ეგზემპლარის ფასი 78 000 დოლარი იქნება.

ფოტო 6.

ბრენდის მმართველი დირექტორის, რიჩარდ ჰოპტროფის თქმით, იდეაში მთავარი როლი ჰოპტროფის ლონდონის რეზიდენციამ ითამაშა. „ჩვენს კვარცის მოძრაობებში ვიყენებთ მაღალი სიზუსტის რხევის სისტემას GPS სიგნალით. მაგრამ ლონდონის ცენტრში არც ისე ადვილია ამ სიგნალის დაჭერა. ერთხელ, გრინვიჩის ობსერვატორიაში მოგზაურობისას, იქ ვნახე Hewlett Packard-ის ატომური საათი და გადავწყვიტე ინტერნეტის საშუალებით მეყიდა მსგავსი რამ ჩემთვის. და ვერ შევძელი. სამაგიეროდ, წავაწყდი ინფორმაციას Symmetricon-ის ჩიპზე და სამი დღის ფიქრის შემდეგ მივხვდი, რომ ის იდეალური იქნებოდა ჯიბის საათისთვის“.

განსახილველი ჩიპი არის SA.45s ცეზიუმის ატომური საათი (CSAC), პირველი თაობის მინიატურული ატომური საათები GPS მიმღებებისთვის, ზურგჩანთების რადიოებისთვის და თვითმფრინავებისთვის. მიუხედავად მისი მოკრძალებული ზომებისა (40 მმ x 34,75 მმ), ის ნაკლებად სავარაუდოა, რომ მოერგოს მაჯის საათს. ამიტომ, ჰოპტროფმა გადაწყვიტა მათთან ერთად აღჭურვა საკმაოდ მყარი ჯიბის მოდელი (დიამეტრის 82 მმ).

გარდა იმისა, რომ არის მსოფლიოში ყველაზე ზუსტი საათი, Hoptroff No 10 (ბრენდის მეათე მოძრაობა) ასევე აცხადებს, რომ არის პირველი ოქროს კორპუსი, რომელიც დამზადებულია 3D ბეჭდვის ტექნოლოგიის გამოყენებით. ჰოპტროფი ჯერ არ არის დარწმუნებული, რამდენი ოქრო იქნება საჭირო საქმის გასაკეთებლად (პირველ პროტოტიპზე მუშაობა დასრულდა, როდესაც საკითხი გამოქვეყნდა), მაგრამ ის ვარაუდობს, რომ მისი ღირებულება იქნება "მინიმუმ რამდენიმე ათასი ფუნტი". და მთელი R&D, რომელიც საჭიროა პროდუქტის შემუშავებისთვის (იფიქრეთ ტალღის ფუნქციაზე ჰარმონიული მუდმივებისთვის 3000 სხვადასხვა პორტისთვის), თქვენ მოელოდით, რომ საბოლოო საცალო ფასი იქნება დაახლოებით 50,000 ფუნტი.

10 მოდელის ოქროს ქეისი 3D პრინტერიდან გასასვლელში და მზა სახით

მყიდველები ავტომატურად ხდებიან ექსკლუზიური კლუბის წევრები და მოეთხოვებათ ხელი მოაწერონ წერილობით ვალდებულებას არ გამოიყენონ ატომური საათის ჩიპი იარაღად. „ეს არის ჩვენი კონტრაქტის ერთ-ერთი პირობა მიმწოდებელთან“, განმარტავს ბ-ნი ჰოპტროფი, „რადგან ატომური ჩიპი თავდაპირველად გამოიყენებოდა რაკეტების მართვის სისტემებში“. არც ისე ბევრი იმისთვის, რომ უნაკლო სიზუსტით საათი აიღო.

Hoptroff-ის No.10-ის იღბლიანი მფლობელები ბევრად მეტი ექნებათ, ვიდრე უბრალოდ მაღალი სიზუსტის საათი. მოდელი ასევე მოქმედებს როგორც ჯიბის სანავიგაციო მოწყობილობა, რაც საშუალებას იძლევა განისაზღვროს გრძედი ერთი საზღვაო მილის ფარგლებში, თუნდაც მრავალი წლის შემდეგ ზღვაში, მარტივი სექსტანტის გამოყენებით. მოდელი მიიღებს ორ ციფერბლატს, მაგრამ ერთი მათგანის დიზაინი მაინც გასაიდუმლოებულია. მეორე არის მრიცხველების გრიგალი, რომელიც აჩვენებს 28-მდე გართულებას: ყველა შესაძლო ქრონომეტრიული ფუნქციიდან და კალენდარული ინდიკატორებიდან კომპასამდე, თერმომეტრამდე, ჰიგირომეტრამდე (ტენიანობის დონის საზომი მოწყობილობა), ბარომეტრი, გრძედი და გრძედი მრიცხველები და მაღალი ინდიკატორი. / დაბალი ტალღა. და ეს რომ აღარაფერი ვთქვათ ატომური თერმოსტატის მდგომარეობის სასიცოცხლო მაჩვენებლებზე.

ჰოპტროფი გეგმავს რამდენიმე ახალი პროდუქტის გამოშვებას, მათ შორის ჯორჯ დენიელსის ლეგენდარული რთული Space Traveler საათის ელექტრონული ვერსიის ჩათვლით. ამჟამად მათზე მუშაობენ Bluetooth ტექნოლოგიის ინტეგრირება საათში, რათა შეინახოს მომხმარებლის პირადი ინფორმაცია და დაუშვას ისეთი გართულებების ავტომატური რეგულირება, როგორიცაა მთვარის ფაზის ჩვენება.

როდესაც შუქი უეცრად ჩაქრება და ცოტა მოგვიანებით ისევ აინთება, როგორ იცით, რა დროს სჭირდება საათის დაყენება? დიახ, მე ვსაუბრობ ელექტრონულ საათებზე, რომლებიც ალბათ ბევრ ჩვენგანს აქვს. ოდესმე გიფიქრიათ როგორ რეგულირდება დრო? ამ სტატიაში ჩვენ გავეცნობით ყველაფერს ატომური საათების შესახებ და როგორ აქცევს ისინი მთელ სამყაროს.

ატომური საათი ნებისმიერ სხვა საათზე უკეთ აჩვენებს დროს. ისინი უკეთესად ამბობენ დროს, ვიდრე დედამიწის ბრუნვა და ვარსკვლავების მოძრაობა. ატომური საათების გარეშე GPS ნავიგაცია შეუძლებელი იქნებოდა, არ იქნებოდა სინქრონიზებული და პლანეტების პოზიცია არ იქნებოდა ცნობილი კოსმოსური ზონდებისა და მანქანებისთვის საკმარისი სიზუსტით.

ატომური საათები არ არის რადიოაქტიური. ისინი არ ეყრდნობიან ატომურ დაშლას. უფრო მეტიც, მათ აქვთ ზამბარა, როგორც ჩვეულებრივ საათებს. ყველაზე დიდი განსხვავება სტანდარტულ საათებსა და ატომურ საათებს შორის არის ის, რომ ატომურ საათებში რხევები ხდება ატომის ბირთვში მიმდებარე ელექტრონებს შორის. ამ რხევებს ძნელად შეიძლება ვუწოდოთ ბალანსის ბორბლის პარალელურად დახვეულ საათში, მაგრამ ორივე ტიპის რხევა შეიძლება გამოყენებულ იქნას გავლის დროს თვალყურის დევნებისთვის. რხევის სიხშირე ატომში განისაზღვრება ბირთვის მასით, გრავიტაციით და ელექტროსტატიკური „ზამბარით“ ბირთვის დადებით მუხტსა და მის გარშემო ელექტრონების ღრუბელს შორის.

რა ტიპის ატომური საათები ვიცით?

დღეს არსებობს სხვადასხვა ტიპის ატომური საათი, მაგრამ ისინი აგებულია იმავე პრინციპებზე. მთავარი განსხვავება დაკავშირებულია ენერგიის დონის ცვლილებების გამოვლენის ელემენტთან და საშუალებებთან. ატომური საათების სხვადასხვა ტიპებს შორის გამოირჩევა შემდეგი:

• ცეზიუმის ატომური საათები ცეზიუმის ატომების სხივების გამოყენებით. საათი მაგნიტური ველით გამოყოფს ცეზიუმის ატომებს სხვადასხვა ენერგეტიკული დონით.
• წყალბადის ატომური საათი ინახავს წყალბადის ატომებს სწორ ენერგეტიკულ დონეზე კონტეინერში, რომლის კედლები დამზადებულია სპეციალური მასალისგან, ასე რომ ატომები არ კარგავენ მაღალ ენერგეტიკულ მდგომარეობას ძალიან სწრაფად.
• რუბიდიუმის ატომური საათები, ყველაზე მარტივი და კომპაქტური, იყენებენ მინის უჯრედს, რომელიც სავსეა რუბიდიუმის გაზით.

დღეს ყველაზე ზუსტი ატომური საათები იყენებენ ცეზიუმის ატომს და ჩვეულებრივ მაგნიტურ ველს დეტექტორებით. გარდა ამისა, ცეზიუმის ატომები იკავებენ ლაზერის სხივებს, რაც ამცირებს მცირე სიხშირის ცვლილებებს დოპლერის ეფექტის გამო.

როგორ მუშაობს ცეზიუმზე დაფუძნებული ატომური საათები?

ატომებს აქვთ დამახასიათებელი ვიბრაციის სიხშირე. სიხშირის ნაცნობი მაგალითია ნატრიუმის ნარინჯისფერი ბზინვარება სუფრის მარილში ცეცხლში ჩაყრისას. ატომს აქვს მრავალი განსხვავებული სიხშირე, ზოგი რადიო დიაპაზონში, ზოგი ხილულ სპექტრში და ზოგიც შუაში. ცეზიუმ-133 ყველაზე ხშირად ირჩევა ატომური საათებისთვის.

ატომურ საათში ცეზიუმის ატომების რეზონანსის გამოწვევის მიზნით, ერთ-ერთი გადასვლა ან რეზონანსული სიხშირე ზუსტად უნდა გაიზომოს. ეს ჩვეულებრივ კეთდება ცეზიუმის ატომის ფუნდამენტურ მიკროტალღურ რეზონანსში კრისტალური ოსცილატორის დაბლოკვით. ეს სიგნალი არის რადიოსიხშირული სპექტრის მიკროტალღური დიაპაზონში და აქვს იგივე სიხშირე, როგორც პირდაპირი სამაუწყებლო თანამგზავრების სიგნალები. ინჟინერებმა იციან როგორ შექმნან აღჭურვილობა სპექტრის ამ რეგიონისთვის, უმცირეს დეტალებამდე.

საათის შესაქმნელად, ცეზიუმი ჯერ თბება ისე, რომ ატომები აორთქლდეს და გაიაროს მაღალი ვაკუუმის მილში. პირველ რიგში, ისინი გადიან მაგნიტურ ველში, რომელიც ირჩევს სასურველი ენერგეტიკული მდგომარეობის მქონე ატომებს; შემდეგ ისინი გადიან ინტენსიურ მიკროტალღურ ველში. მიკროტალღური ენერგიის სიხშირე ახტება წინ და უკან სიხშირეების ვიწრო დიაპაზონში, ისე რომ რაღაც მომენტში იგი აღწევს 9,192,631,770 ჰერცის სიხშირეს (Hz, ანუ ციკლები წამში). მიკროტალღური ოსცილატორის დიაპაზონი უკვე ახლოს არის ამ სიხშირესთან, რადგან ის წარმოებულია ზუსტი კრისტალური ოსცილატორის მიერ. როდესაც ცეზიუმის ატომი იღებს სასურველი სიხშირის მიკროტალღურ ენერგიას, ის იცვლის თავის ენერგეტიკულ მდგომარეობას.

მილის ბოლოს კიდევ ერთი მაგნიტური ველი ჰყოფს ატომებს, რომლებმაც შეცვალეს მათი ენერგეტიკული მდგომარეობა, თუ მიკროტალღური ველი სწორ სიხშირეზე იყო. მილის ბოლოში მდებარე დეტექტორი იძლევა გამომავალს პროპორციულად ცეზიუმის ატომების რაოდენობის პროპორციულად, რომელიც მოხვდა მასზე და აღწევს პიკს, როდესაც მიკროტალღური სიხშირე საკმარისად ჭეშმარიტია. ეს პიკური სიგნალი საჭიროა კორექტირებისთვის, რათა მივიყვანოთ კრისტალური ოსცილატორი და, შესაბამისად, მიკროტალღური ველი სასურველ სიხშირემდე. ეს ჩაკეტილი სიხშირე შემდეგ იყოფა 9,192,631,770-ზე, რათა მიეცეს ნაცნობი ერთი პულსი წამში, რომელიც რეალურ სამყაროს სჭირდება.

როდის გამოიგონეს ატომური საათი?

1945 წელს კოლუმბიის უნივერსიტეტის ფიზიკის პროფესორმა ისიდორე რაბიმ შემოგვთავაზა საათი, რომლის დამზადებაც შეიძლებოდა 1930-იან წლებში შემუშავებული ტექნიკის გამოყენებით. მას ეწოდა მაგნიტურ-რეზონანსული ატომური სხივი. 1949 წლისთვის სტანდარტების ეროვნულმა ბიურომ გამოაცხადა ამიაკის მოლეკულაზე დაფუძნებული მსოფლიოში პირველი ატომური საათის შექმნა, რომლის ვიბრაციაც იკითხებოდა და 1952 წლისთვის მან შექმნა მსოფლიოში პირველი ატომური საათი ცეზიუმის ატომებზე დაფუძნებული NBS-1.

1955 წელს ინგლისის ეროვნულმა ფიზიკურმა ლაბორატორიამ ააშენა პირველი საათი ცეზიუმის სხივის გამოყენებით, როგორც კალიბრაციის წყარო. მომდევნო ათწლეულის განმავლობაში შეიქმნა უფრო მოწინავე საათები. 1967 წელს, წონისა და ზომების მე-13 გენერალურ კონფერენციაზე, SI მეორე განისაზღვრა ცეზიუმის ატომის ვიბრაციების საფუძველზე. ამაზე უკეთესი განსაზღვრება მსოფლიო დროის აღრიცხვის სისტემაში არ არსებობდა. NBS-4, მსოფლიოში ყველაზე სტაბილური ცეზიუმის საათი, დასრულდა 1968 წელს და გამოიყენებოდა 1990 წლამდე.

1999 წელს NBS-მა, რომელსაც ეწოდა NIST, დაიწყო მუშაობა NIST-F1 საათთან, რომელიც ზუსტი იყო ყოველ 20 მილიონ წელიწადში ერთ წამში.

როგორ იზომება ატომური დრო?

ცეზიუმის ნაწილაკების რეზონანსის სწორი სიხშირე დღეს საერთაშორისოდ აღიარებულია, რომ არის 9,192,631,770 ჰერცი, ამიტომ გამომავალი ამ რიცხვზე გაყოფით უნდა მივიღოთ 1 ჰც, ანუ 1 ციკლი წამში.

დროის გაზომვის სიზუსტე მილიონჯერ არის ასტრონომიულ მეთოდებთან შედარებით. დღეს ის ხუთ მილიარდ წელიწადში ერთ წამს კარგავს.