Атомное время

205
0

3 октября 1956 года ученые в Нью-Йорке продемонстрировали публике первые в мире атомные часы для коммерческой продажи — «Atomichron». От обычных хронометров такие приборы отличаются тем, что колебания в них происходят не механически, за счет колесиков, а в ядре атома и между окружающими его электронами.

В природе у любого атома есть характерная частота колебаний. Ее определяет масса атомного ядра, гравитация и электростатическая «пружина» между облаком электронов и положительным зарядом ядра. Это делает атомные часы самым точным прибором для измерения времени, который только существует в мире. Сегодня лучшие атомные часы теряют всего одну секунду за пять миллиардов лет. Без таких аппаратов не существовало бы ни GPS-навигации, ни возможности синхронизировать работу интернета и управлять космическими зондами и спутниками вдали от Земли.

Чаще всего, атомные часы работают на основе пучков атомов цезия-133. Это единственный стабильный изотоп химического элемента цезия, который в состоянии простого вещества представляет собой мягкий щелочной металл. Атомные часы не радиоактивны, поскольку не полагаются на атомный распад. Эти приборы работают благодаря магнитному полю, которое позволяет правильно распределить атомы, детекторам и микроволновым частотам.

Именно атомное время позволило определить меру секунды согласно Международной системе единиц (СИ). Она была установлена в 1967 году в ходе XIII Генеральной конференции по мерам и весам на основе вибраций в атоме цезия. До того момента в мировой системе измерения времени не существовало ни одного столь же точного определения.

Тем не менее, сегодня самый точный атомный хронометр на Земле работает на основе стронция, а не цезия. Также существуют иттербиевые часы, которые, правда, измеряют время в два раза хуже, чем стронциевые приборы. Аппараты на основе стронция и иттербия могут работать на частотах оптического диапазона, что дает им преимущество по сравнению с цезиевыми часами, которые ограничены микроволновым диапазоном. Ученые уже рассматривают вопрос о пересмотре мирового стандарта, который позволит поменять цезий на стронций и еще больше уточнить продолжительность секунды.