Атомные часы
Redaktor (обсуждение | вклад) |
Redaktor (обсуждение | вклад) м (Redaktor переименовал страницу Портал:Мануфактура/Атомные часы в Атомные часы) |
Текущая версия на 10:15, 29 мая 2013
[править] Атомные часы
Атомные часы́ (квантовые, молекулярные часы) — это прибор, назначением которого является измерение времени, в котором в качестве периодического процесса используются собственные колебания, которые связаны с процессами, происходящими на уровне молекул или атомов.
Основная область применения атомных часов – это навигация.Определение местоположения спутников, космических кораблей, самолетов, баллистических ракет, подводных лодок, а также передвижение автомобилей в автоматическом режиме по спутниковой связи (Galileo, ГЛОНАСС, GPS) немыслимы без атомных часов.Атомные часы также применяются в системах наземной и спутниковой телекоммуникации, в том числе в базовых станциях мобильной связи, национальными и международными бюро стандартов и службами точного времени, которые периодически транслируют временные сигналы по радио.
Устройство часов
Часы состоят из нескольких частей:
- кварцевый генератор,
- комплекс электроники,
- квантовый дискриминатор.
Типы атомных часов
Не всякий атом (молекула) подходит в качестве репера для атомных часов.Выбирают такие атомы, которые нечувствительны к различным внешним воздействиям: электрическим, магнитным и электромагнитным полям.В каждом диапазоне электромагнитного спектра излучения имеются такие атомы.Это: атомы рубидия, кальция, стронция, цезия; молекулы йода, водорода, оксид осмия(VIII), метана и т. д. В качестве основного (первичного) стандарта частоты выбран сверхтонкий переход в стабильном атоме цезия. Характеристики всех остальных (вторичных) стандартов сравниваются с этим стандартом.
Для того чтобы осуществить такое сравнение в настоящее время используются так называемые оптические гребёнки (англ.) — излучение с широким частотным спектром в виде эквидистантных линий расстояние между которыми привязывается к атомному стандарту частоты. Оптические гребёнки получают с помощью фемтосекундного лазера с синхронизацией мод и микроструктурированного оптоволокна, в котором происходит уширение спектра до одной октавы. В 2006 году исследователи из американского Национального института стандартов и технологий под руководством Джима Бергквиста (англ. Jim Bergquist) разработали часы, действующие на одноматоме ртути.При переходах между энергетическими уровнями иона ртути генерируются фотоны видимого диапазона со стабильностью в 5 раз выше, чем микроволновое излучение цезия-133. Новые часы могут также найти применение в исследованиях зависимости изменения фундаментальных физических постоянных от времени.