Անցյալ տարի՝ 2012, քառասունհինգ տարի է անցել այն պահից, երբ մարդկությունը որոշեց օգտագործել ատոմային ժամանակաչափը՝ ժամանակը հնարավորինս ճշգրիտ չափելու համար: 1967 թվականին Միջազգային SI համակարգում ժամանակի կատեգորիան այլևս չէր որոշվում աստղագիտական մասշտաբներով. դրանք փոխարինվեցին ցեզիումի հաճախականության ստանդարտով: Հենց նա ստացավ այժմ հայտնի անվանումը՝ ատոմային ժամացույցներ։ Ճշգրիտ ժամանակը, որը նրանք թույլ են տալիս որոշել, ունի երեք միլիոն տարվա ընթացքում մեկ վայրկյանի աննշան սխալ, ինչը թույլ է տալիս դրանք օգտագործել որպես ժամանակի չափանիշ աշխարհի ցանկացած անկյունում:
Մի քիչ պատմություն
Ժամանակի գերճշգրիտ չափման համար ատոմային թրթռանքների օգտագործման գաղափարն առաջին անգամ արտահայտվել է 1879 թվականին բրիտանացի ֆիզիկոս Ուիլյամ Թոմսոնի կողմից: Այս գիտնականը ռեզոնատոր ատոմների արտանետողի դերում առաջարկել է օգտագործել ջրածինը։ Գաղափարը կյանքի կոչելու առաջին փորձերը կատարվել են միայն 1940-ական թվականներին։ քսաներորդ դար. Եվ աշխարհում առաջին աշխատող ատոմային ժամացույցըհայտնվել է 1955 թվականին Մեծ Բրիտանիայում։ Նրանց ստեղծողը բրիտանացի փորձարար ֆիզիկոս դոկտոր Լուի Էսենն էր։ Այս ժամացույցը աշխատել է ցեզիում-133 ատոմների թրթռումների հիման վրա, և դրանց շնորհիվ գիտնականները վերջապես կարողացել են ժամանակն ավելի մեծ ճշգրտությամբ չափել, քան նախկինում։ Էսսենի առաջին սարքը թույլ էր տալիս մեկ վայրկյանից ոչ ավելի սխալ յուրաքանչյուր հարյուր տարին մեկ, սակայն հետագայում չափումների ճշգրտությունը շատ անգամ ավելացավ, և վայրկյանում սխալը կարող է կուտակվել միայն 2-3 հարյուր միլիոն տարի հետո:
Ատոմային ժամացույցներ. ինչպես են նրանք աշխատում
Ինչպե՞ս է աշխատում այս հնարամիտ «սարքը»: Որպես ռեզոնանսային հաճախականության գեներատոր՝ ատոմային ժամացույցներն օգտագործում են մոլեկուլների կամ ատոմների էներգիայի մակարդակները քվանտային մակարդակում։ Քվանտային մեխանիկան կապ է հաստատում «ատոմային միջուկ-էլեկտրոններ» համակարգի միջև մի քանի դիսկրետ էներգիայի մակարդակներով։ Եթե նման համակարգի վրա ազդի էլեկտրամագնիսական դաշտը խիստ սահմանված հաճախականությամբ, ապա այս համակարգը ցածր մակարդակից կանցնի բարձր մակարդակի: Հնարավոր է նաև հակառակ գործընթացը՝ ատոմի անցում ավելի բարձր մակարդակից ցածր մակարդակի, որն ուղեկցվում է էներգիայի արտանետմամբ։ Այս երևույթները կարելի է կառավարել և գրանցել էներգիայի բոլոր ցատկերը՝ ստեղծելով տատանողական շղթայի պես մի բան (այն նաև կոչվում է ատոմային տատանվող): Նրա ռեզոնանսային հաճախականությունը կհամապատասխանի հարևան ատոմային անցումային մակարդակների էներգիայի տարբերությանը, բաժանված Պլանկի հաստատունով:
Նման տատանողական շղթան անհերքելի առավելություններ ունի իր մեխանիկական և աստղագիտական նախորդների նկատմամբ: Մեկի համարնման ատոմային տատանման դեպքում ցանկացած նյութի ատոմների ռեզոնանսային հաճախականությունը նույնը կլինի, ինչը չի կարելի ասել ճոճանակների և պիեզոկրիստալների մասին: Բացի այդ, ատոմները ժամանակի ընթացքում չեն փոխում իրենց հատկությունները և չեն մաշվում: Հետևաբար, ատոմային ժամացույցը չափազանց ճշգրիտ և գրեթե հավերժական ժամանակաչափ է։
Ճշգրիտ ժամանակ և ժամանակակից տեխնոլոգիա
Հեռահաղորդակցության ցանցեր, արբանյակային կապեր, GPS, NTP սերվերներ, էլեկտրոնային գործարքներ բորսայում, առցանց աճուրդներ, ինտերնետի միջոցով տոմսեր գնելու կարգը. Բայց եթե մարդկությունը չհայտներ ատոմային ժամացույցը, այս ամենը պարզապես չէր լինի։ Ճշգրիտ ժամանակը, որի հետ համաժամանակացված է, թույլ է տալիս նվազագույնի հասցնել ցանկացած սխալ, ուշացումներ և ուշացումներ, մարդուն հնարավորություն է տալիս առավելագույնս օգտագործել այս անգնահատելի անփոխարինելի ռեսուրսից, որը երբեք շատ չէ:
