Perché sono atomiche orologi usati?

Un orologio atomico è un tipo di orologio che utilizza gli atomi di vari elementi per aiutare a mantenere costante la precisione cronometraggio. Mentre l'ammoniaca, idrogeno e rubidio sono stati utilizzati, il cesio (cesio in Gran Bretagna) è l'elemento più comune utilizzato perché era il primo a lavorare.

Storia

Il primo orologio atomico è stato costruito nel 1948 dal National Bureau of Standards statunitense usando ammoniaca e tubo di rame. Purtroppo, è stato meno preciso di orologi meccanici, e quindi non è mai stato utilizzato per tenere il tempo.

Il primo orologio atomico di successo è venuto nel 1955. Costruito da Louis Essen, il cesio sono stato il primo orologio atomico che ha tenuto il tempo con maggiore precisione rispetto l'orologio media. La sua capacità di mantenere il tempo era così accurato che era più costante allora la rotazione della Terra.

Solo un anno dopo, un orologio di cesio era disponibile per l'acquisto. La precisione era diventato così avanzato che avrebbe perso un secondo ogni 6000 anni.

Funzione

In un orologio atomico, il tempo è mantenuto da un oscillatore a cristallo di quarzo, che può modificare la frequenza nel tempo e variare la precisione dell'orologio. Per mantenere la precisione, un orologio atomico ha un dispositivo che controlla ripetutamente la frequenza dell'oscillatore.

Gli orologi atomici più precisi utilizzano una fornitura di cesio, con i suoi elettroni 55 di filatura che sono manipolati da un forno, magneti e onde radio per mantenere l'oscillatore cristallo di quarzo alla giusta frequenza. Una diminuzione del numero di elettroni modificati significa che l'oscillatore deve essere regolato, un compito gestito da un sistema automatico finché il numero di atomi cambiato ritorna al massimo.

Negli ultimi orologi atomici più, i laser sono utilizzati al posto dei magneti per separare gli atomi di cesio e questi perdono solo secondo ogni 6 milioni di anni.

usi

Per la persona media, l'estrema accuratezza di un orologio atomico non sembra utile, ma in realtà l'orologio risulta indispensabile in molti modi. Per esempio, coloro che utilizzano dispositivi GPS stanno avendo la loro posizione individuato da alcuni dei 27 satelliti, ognuno dei quali portano tre orologi atomici.

società di comunicazione usano orologi atomici per ottenere le frequenze esatte in modo più conversazioni possono percorrere gli stessi cavi. Senza questo tipo di precisione, le comunicazioni sarebbero ingombrare a causa di tante persone che utilizzano le linee.

Confronto

L'orologio media, non-atomico funziona contando vibrazioni di qualcosa come un pendolo che mantiene una frequenza compatibile. Tuttavia, questo meccanismo può essere influenzata da stimoli quali gravità, pressione atmosferica e temperatura costante, variando così la velocità del clock. Gli orologi atomici, invece, avrebbero esperienza solo lievi variazioni dopo centinaia di anni, rendendoli molto più preciso di orologi meccanici.

avanzamenti

Più recenti, i progressi più precisi sulla orologio atomico sono oggetto di ricerca e inventato. La fontana di cesio sperimentale implica l'uso di laser a rallentare milioni di atomi di cesio e poi spingerli verso l'alto per consentire loro di soccombere alla gravità, al punto che essi passano attraverso onde radio e un laser misura la quantità di variazione di energia. La loro accuratezza ha raggiunto una perdita di un secondo ogni 15 o milioni di anni.

La macchina dello ione intrappolato è un dispositivo che intrappola gli ioni (atomi con cariche elettriche) a posto e li espone a radiationto ridurre i problemi con la frequenza. Si ritiene che una volta perfezionato, la macchina deve solo perde un secondo ogni 10 miliardi di anni.