¿Alguna vez has notado que el reloj de tu casa marca diferente tiempo? ¿Y cómo saber cuál de todas las opciones es la correcta? Aprenderemos las respuestas a todas estas preguntas estudiando en profundidad el principio de funcionamiento de los relojes atómicos.

Reloj atómico: descripción y principio de funcionamiento.

Primero comprendamos qué es el mecanismo del reloj atómico. Un reloj atómico es un dispositivo con el que se mide el tiempo, pero utiliza sus propias oscilaciones como periodicidad del proceso, y además todo sucede de forma atómica y nivel molecular. De ahí tanta precisión.

¡Es seguro decir que los relojes atómicos son los más precisos! Es gracias a ellos que funcionan Internet y la navegación GPS en el mundo, sabemos la ubicación exacta de los planetas; sistema solar. ¡El error de este dispositivo es tan mínimo que podemos decir con confianza que son de clase mundial! Gracias al reloj atómico se produce la sincronización del mundo entero, se sabe dónde se ubican ciertos cambios.

¿Quién inventó, quién creó y también a quién se le ocurrió este reloj milagroso?

A principios de los años cuarenta del siglo XX se conocía el rayo atómico. resonancia magnetica. Al principio, su aplicación no tenía nada que ver con los relojes: era sólo una teoría. Pero ya en 1945, Isidor Rabi propuso crear un dispositivo, cuyo concepto era que funcionarían según la técnica descrita anteriormente. Pero fueron diseñados de tal manera que no mostraron resultados precisos. Y ya en 1949, la Oficina Nacional de Normas notificó a todo el mundo sobre la creación del primer reloj atómico, que se basó en compuestos moleculares de amoníaco, y ya en 1952, se dominaron las tecnologías para crear un prototipo basado en átomos de cesio.

Habiendo oído hablar de los átomos de amoníaco y cesio, surge la pregunta: ¿es radiactivo este maravilloso reloj? La respuesta es clara: ¡no! No hay desintegración atómica en ellos.

Hoy en día existen muchos materiales con los que se fabrican los relojes atómicos. Por ejemplo, se trata de silicio, cuarzo, aluminio e incluso plata.

¿Cómo funciona el dispositivo?

Averigüemos cómo es un reloj de energía atómica y cómo funciona. Para ello, ofrecemos una descripción de su trabajo:

Para el correcto funcionamiento de este reloj en particular no se necesita ni péndulo ni oscilador de cuarzo. Utilizan señales que surgen de la transición cuántica de un solo electrón entre dos niveles de energía de un átomo. Como resultado, podemos observar una onda electromagnética. En otras palabras, obtenemos fluctuaciones frecuentes y un nivel ultra alto de estabilidad del sistema. Cada año, debido a nuevos descubrimientos, los procesos se modernizan. No hace mucho, los especialistas del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) obtuvieron el récord, estableciendo un récord mundial absoluto. Consiguieron llevar la precisión del reloj atómico (basado en estroncio) a la desviación mínima: en 15 mil millones de años pasa un segundo. Sí, sí, no lo creías, esta es exactamente la edad asignada actualmente a nuestro Universo. ¡Este es un descubrimiento colosal! Después de todo, fue el estroncio el que jugó papel vital en este registro. Un análogo del "tic" eran los átomos de estroncio en movimiento en su celosía espacial, que fue creado por científicos utilizando un láser. Como siempre ocurre en la ciencia, en teoría todo parece encantador y ya mejorado, pero la inestabilidad de un sistema así puede resultar menos agradable en la práctica. Precisamente debido a su inestabilidad, el dispositivo de cesio ha ganado popularidad en todo el mundo.

Ahora veamos en qué consiste dicho dispositivo. Los detalles principales aquí son:

• discriminador cuántico;
• generador de cuarzo;
• electrónica.

Un generador de cuarzo es similar a un autooscilador, pero para producir elemento resonante, utiliza modos piezoeléctricos de un cristal de cuarzo.

Teniendo un discriminador cuántico y un oscilador de cuarzo, bajo la influencia de su frecuencia, se comparan y cuando se detecta una diferencia, el circuito de retroalimentación requiere que el oscilador de cuarzo se ajuste al valor requerido y aumente la estabilidad y precisión. Como resultado, en la salida vemos en el dial. valor exacto, lo que significa tiempo exacto.

Los primeros modelos tenían bastante tallas grandes Sin embargo, en octubre de 2013 la empresa Bathys Hawaii causó sensación con el lanzamiento de un reloj de pulsera atómico en miniatura. Al principio todo el mundo tomó esta afirmación como una broma, pero pronto quedó claro que era cierto y que operan sobre la base de un modelo. Fuente atómica de cesio 133 La seguridad del dispositivo está garantizada por el hecho de que. elemento radiactivo contenido en forma de gas en una cápsula especial. Las fotos de este dispositivo se difundieron por todo el mundo.

Muchas personas en el tema de los relojes atómicos están interesadas en la cuestión de la fuente de energía. Como batería se utiliza una batería de iones de litio. Pero, por desgracia, todavía no se sabe cuánto durará dicha batería.

Los relojes de BathysHawaii fueron verdaderamente los primeros atómicos. reloj de pulsera. Anteriormente, ya se conocían casos de lanzamiento de un dispositivo relativamente portátil, pero, desafortunadamente, no tenía una fuente de energía atómica, sino que solo estaba sincronizado con un reloj de dimensiones reales a través de radio inalámbrica. También vale la pena mencionar el costo de dicho dispositivo. El placer fue valorado en 12 mil dólares estadounidenses. Estaba claro que con ese precio el reloj no ganaría gran popularidad, pero la compañía no se esforzó por lograrlo, porque lo lanzó en un lote muy limitado.

Conocemos varios tipos de relojes atómicos. No existen diferencias significativas en su diseño y principios, pero todavía existen algunas diferencias. Entonces, los principales son los medios para encontrar cambios y sus elementos. Puedes elegir siguientes tipos horas:

1. Hidrógeno. Su esencia radica en el hecho de que los átomos de hidrógeno se mantienen al nivel de energía requerido, pero las paredes están hechas de un material especial. En base a esto, concluimos que son los átomos de hidrógeno los que pierden muy rápidamente su estado energético.
2. Cesio. Se basan en vigas de cesio. Vale la pena señalar que estos relojes son los más precisos.
3. Rubidio. Son los más sencillos y muy compactos.

Como se mencionó anteriormente, los relojes atómicos son un dispositivo muy caro. Así, el reloj de bolsillo número 10 de Hoptroff es un brillante representante de una nueva generación de juguetes. El precio de un accesorio tan elegante y muy preciso es de 78 mil dólares. Sólo se produjeron 12 copias. El mecanismo de este dispositivo utiliza un sistema oscilante de alta frecuencia, que también está equipado con señal GPS.

La compañía no se quedó ahí y en su décima versión del reloj quiere utilizar el método de colocar el mecanismo en una caja dorada, que se imprimirá en una popular impresora 3D. Aún no se ha calculado exactamente cuánto oro se utilizará para esta versión del estuche, pero ya se conoce el precio minorista estimado de esta obra maestra: alrededor de 50 mil libras esterlinas. Y este no es el precio final, aunque tiene en cuenta todos los volúmenes de investigación, así como la novedad y singularidad del propio dispositivo.

Hechos históricos sobre el uso de relojes.

¿Cómo podemos hablar de relojes atómicos sin mencionar los más importantes? datos interesantes, que están asociados a ellos y al tiempo en general:

1. ¿Sabías que en antiguo Egipto¿El reloj de sol más antiguo jamás encontrado?
2. El error de los relojes atómicos es mínimo: sólo 1 segundo cada 6 millones de años.
3. Todo el mundo sabe que un minuto tiene 60 segundos. ¿Pero pocas personas profundizaron en cuántos milisegundos hay en un segundo? Y no son muchos ni pocos: ¡mil!
4. Todo turista que pudo visitar Londres siempre quiso ver el Big Ben con sus propios ojos. Pero, lamentablemente, no mucha gente sabe que el Big Ben no es una torre en absoluto, sino el nombre de una enorme campana que pesa 13 toneladas y suena dentro de la torre.
5. ¿Alguna vez te has preguntado por qué las manecillas de nuestros relojes van de izquierda a derecha o, como decíamos, “en el sentido de las agujas del reloj”? Este hecho está directamente relacionado con la forma en que se mueve la sombra en un reloj de sol.
6. Los primeros relojes de pulsera se inventaron en 1812. Fueron hechos por el fundador de Breguet para la Reina de Napolitana.
7. Antes de la Primera Guerra Mundial, los relojes de pulsera se consideraban sólo un accesorio femenino, pero pronto, debido a su comodidad, también fueron elegidos por la parte masculina de la población.

Se trata de dispositivos para medir el tiempo, cuyo principio de funcionamiento se basa en la física atómica. Debido a las propiedades de los elementos químicos utilizados en el diseño, el error de estos relojes es mínimo. Por ejemplo, los dispositivos basados ​​en torio-229 tendrán un retraso de una décima de segundo en unos 14 mil millones de años.

¿Cómo funcionan los relojes atómicos?

Si en los relojes de cuarzo la frecuencia de referencia para determinar el segundo es el número de vibraciones de un cristal de cuarzo, en los relojes atómicos se toma como la frecuencia de las transiciones de electrones en los átomos de ciertos elementos químicos de uno. nivel de energía otro.

1 - Componente electrónico (chip)

2 - Fuente nuclear

3 - Fotodetector

4 - Calentador superior

5 - Célula resonante

6 - Placa ondulada

7 - Calentador inferior

8 - Láser de emisión vertical

Aquí está el punto: los átomos tienen electrones. Tienen energía. Al absorber o liberar energía, los electrones saltan de un nivel energético a otro, absorbiendo o emitiendo ondas electromagnéticas, cuya frecuencia es siempre la misma. Este fenómeno se puede controlar: cuando un átomo se expone a radiación de microondas, responde con un cierto número de vibraciones.

Esta propiedad se utiliza para mejorar la precisión de las mediciones de tiempo. Así, se reconoce que un segundo es la duración de 9192631770 ciclos de radiación. Esta frecuencia Corresponde a una transición entre dos niveles de energía del átomo de cesio-133. Al comparar la frecuencia de oscilación de un oscilador de cuarzo con la frecuencia de transición de los átomos del elemento, se registran las más mínimas desviaciones. Si hay desviaciones, se ajustan las vibraciones del cuarzo.

El cesio no es el único material utilizado en los relojes atómicos. Están apareciendo dispositivos basados ​​en elementos químicos que pueden proporcionar una precisión aún mayor: iterbio, torio-229, estroncio.

¿Por qué son precisos los relojes atómicos?

Frecuencia de oscilación elemento químico es el mismo, y esto minimiza la posibilidad de error. Además, a diferencia de un cristal de cuarzo, los átomos no se desgastan ni pierden su Propiedades químicas con tiempo.

Otros nombres de relojes atómicos: cuánticos, moleculares.

En primer lugar, la humanidad utiliza relojes como medio para controlar el tiempo de los programas.

En segundo lugar, hoy en día la medición del tiempo es la más vista exacta de todas las mediciones realizadas: la precisión de la medición del tiempo está determinada ahora por un increíble error del orden del 1,10-11%, o 1 s cada 300 mil años.

Y logramos tal precisión. Gente moderna cuando comenzaron a usar átomos, que, como resultado de sus oscilaciones, son el regulador del reloj atómico. Los átomos de cesio se encuentran en los dos que necesitamos, estados de energía(+) y (-). La radiación electromagnética con una frecuencia de 9.192.631.770 hercios se produce cuando los átomos cambian del estado (+) al estado (-), creando un proceso periódico preciso y constante: el regulador del código del reloj atómico.

Para que los relojes atómicos funcionen con precisión, el cesio debe evaporarse en un horno, un proceso que libera sus átomos. Detrás del horno hay un imán clasificador, que tiene la capacidad de contener átomos en el estado (+), y en él, debido a la irradiación en el campo de microondas, los átomos pasan al estado (-). El segundo imán dirige los átomos que han cambiado de estado (+) a (-) hacia el dispositivo receptor. Muchos átomos que han cambiado de estado se obtienen sólo si la frecuencia del emisor de microondas coincide exactamente con la frecuencia de vibración del cesio de 9.192.631.770 hercios. De lo contrario, el número de átomos (-) en el dispositivo receptor disminuye.

Los dispositivos monitorean y regulan constantemente la frecuencia constante de 9.192.631.770 hercios. Esto significa que el sueño de los diseñadores de relojes se ha hecho realidad: se ha descubierto un proceso periódico absolutamente constante: una frecuencia de 9.192.631.770 hercios, que regula el curso de los relojes atómicos.

Hoy, como resultado de un acuerdo internacional, se define un segundo como el período de radiación multiplicado por 9.192.631.770, correspondiente a la transición entre dos hiperfinos niveles estructurales Estado fundamental del átomo de cesio (isótopo de cesio-133).

Para medir el tiempo con precisión, también se pueden utilizar vibraciones de otros átomos y moléculas, como átomos de calcio, rubidio, cesio, estroncio, moléculas de hidrógeno, yodo, metano, etc. Sin embargo, la radiación del átomo de cesio se reconoce como la frecuencia. estándar. Para comparar las vibraciones diferentes átomos A partir del estándar (cesio) se creó un láser de titanio y zafiro que genera una amplia gama de frecuencias en el rango de 400 a 1000 nm.

El primer creador de los relojes atómicos y de cuarzo fue un físico experimental inglés Essen-Lewis (1908-1997). En 1955, creó el primer estándar de frecuencia atómica (tiempo) utilizando un haz de átomos de cesio. Como resultado de este trabajo, 3 años después (1958) surgió un servicio horario basado en el estándar de frecuencia atómica.

En la URSS, el académico Nikolai Gennadievich Basov presentó sus ideas para crear un reloj atómico.

Entonces, reloj atómico, uno de tipos exactos Un reloj es un dispositivo para medir el tiempo, donde las vibraciones naturales de los átomos o moléculas se utilizan como péndulo. La estabilidad de los relojes atómicos es la mejor de todas. tipos existentes relojes, que es la clave para la máxima precisión. El generador de reloj atómico produce más de 32.768 pulsaciones por segundo, a diferencia de los relojes convencionales. Las vibraciones atómicas no dependen de la temperatura del aire, las vibraciones, la humedad y muchos otros factores externos.

EN mundo moderno Cuando simplemente no es posible prescindir de la navegación, los relojes atómicos se han convertido en asistentes indispensables. Son capaces de determinar la ubicación. astronave, satélite, misil balístico, avión, submarino, automóvil automáticamente mediante comunicación satelital.

Así, durante los últimos 50 años, los relojes atómicos, o más bien los relojes de cesio, se consideran los más precisos. Los servicios horarios los utilizan desde hace mucho tiempo y algunas estaciones de radio también transmiten señales horarias.

El dispositivo de reloj atómico incluye 3 partes:

discriminador cuántico,

oscilador de cuarzo,

complejo electrónico.

El oscilador de cuarzo genera una frecuencia (5 o 10 MHz). El oscilador es un generador de radio RC, que utiliza modos piezoeléctricos de un cristal de cuarzo como elemento resonante, donde se comparan los átomos que han cambiado de estado (+) a (-) para aumentar la estabilidad, su frecuencia se compara constantemente con las oscilaciones de. un discriminador cuántico (átomos o moléculas). Cuando aparece una diferencia en las oscilaciones, la electrónica ajusta la frecuencia del oscilador de cuarzo para nivel cero, aumentando así la estabilidad y precisión del reloj al nivel deseado.

En el mundo moderno, los relojes atómicos se pueden fabricar en cualquier país del mundo para su uso en La vida cotidiana. Son de tamaño muy pequeño y bonitos. El tamaño del último reloj atómico no supera el cajita de cerillas y su bajo consumo de energía: menos de 1 vatio. Y este no es el límite, quizás en el futuro progreso técnico Alcanzará teléfonos móviles. Mientras tanto, los relojes atómicos compactos se instalan sólo en misiles estratégicos para aumentar muchas veces la precisión de la navegación.

Hoy en día, en las tiendas online se pueden comprar relojes atómicos para hombres y mujeres para todos los gustos y presupuestos.

En 2011, especialistas de Symmetricom y Sandia National Laboratories crearon el reloj atómico más pequeño del mundo. Este reloj es 100 veces más compacto que las versiones anteriores disponibles comercialmente. El tamaño de un cronómetro atómico no es mayor que el de una caja de cerillas. Para funcionar, sólo necesita 100 mW de potencia, es decir, 100 veces menos que sus predecesores.

Fue posible reducir el tamaño del reloj instalando en lugar de resortes y engranajes un mecanismo que funciona según el principio de determinación de la frecuencia. ondas electromagnéticas, emitido por átomos de cesio bajo la influencia de un rayo láser de potencia insignificante.

Estos relojes se utilizan en la navegación, así como en el trabajo de mineros y buceadores, donde es necesario sincronizar con precisión la hora con sus colegas en la superficie, así como en servicios de hora precisos, porque el error de los relojes atómicos es inferior a 0,000001 fracciones. de un segundo por día. El coste del pequeño reloj atómico Symmetricom fue de unos 1.500 dólares.

Relojes atómicos de alta precisión que cometen un error de un segundo cada 300 millones de años. Este reloj, que reemplazó a un modelo más antiguo que tenía un error de un segundo cada cien millones de años, ahora establece el estándar para el tiempo civil estadounidense. Lenta.ru decidió recordar la historia de la creación de los relojes atómicos.

primer atomo

Para crear un reloj, basta con utilizar cualquier proceso periódico. Y la historia de la aparición de los instrumentos de medición del tiempo es en parte la historia del surgimiento de nuevas fuentes de energía o de nuevas sistemas oscilatorios, utilizado en relojes. lo mas reloj sencillo Probablemente sean solares: para su funcionamiento sólo se necesita el Sol y un objeto que proyecte sombra. Las desventajas de este método de determinar el tiempo son obvias. Agua y reloj de arena Tampoco son mejores: sólo sirven para medir períodos de tiempo relativamente cortos.

el mas antiguo relojes mecanicos Fueron encontrados en 1901 cerca de la isla de Antikythera en un barco hundido en el Mar Egeo. Contienen unos 30 engranajes de bronce en una caja de madera que mide 33 por 18 por 10 centímetros y datan aproximadamente del año cien antes de Cristo.

Durante casi dos mil años, los relojes mecánicos fueron los más precisos y fiables. La aparición en 1657 de la obra clásica de Christian Huygens “El reloj de péndulo” (“Horologium oscillatorium, sive de motu pendulorum an horologia aptato demostraciones geométricas”), que describe un dispositivo de cronometraje con un péndulo como sistema oscilante, fue probablemente el apogeo de la historia del desarrollo de instrumentos mecánicos de este tipo.

Sin embargo, los astrónomos y marineros todavía utilizaban el cielo estrellado y los mapas para determinar su ubicación y la hora exacta. El primer reloj eléctrico fue inventado en 1814 por Francis Ronalds. Sin embargo, el primer dispositivo de este tipo era impreciso debido a su sensibilidad a los cambios de temperatura.

La historia adicional de los relojes está relacionada con el uso de varios sistemas oscilatorios en los dispositivos. Introducido en 1927 por los empleados de Bell Labs reloj de cuarzo usado propiedades piezoeléctricas cristal de cuarzo: cuando se expone a él corriente eléctrica el cristal comienza a encogerse. Los cronómetros de cuarzo modernos pueden tener una precisión de 0,3 segundos por mes. Sin embargo, debido a que el cuarzo es susceptible al envejecimiento, los relojes se vuelven menos precisos con el tiempo.

Con desarrollo física atómica Los científicos han propuesto utilizar partículas de materia como sistemas oscilatorios. Así aparecieron los primeros relojes atómicos. La idea de usar vibraciones atómicas El hidrógeno para medir el tiempo fue propuesto en 1879 por el físico inglés Lord Kelvin, pero esto no fue posible hasta mediados del siglo XX.

Reproducción de un cuadro de Hubert von Herkomer (1907)

En la década de 1930 físico americano y el descubridor de la resonancia magnética nuclear, Isidor Rabi, comenzó a trabajar en reloj atómico con cesio-133, pero el estallido de la guerra se lo impidió. Después de la guerra en 1949, el Comité de Normas Nacionales de Estados Unidos, con la participación de Harold Lyonson, creó el primer reloj molecular utilizando moléculas de amoníaco. Pero los primeros instrumentos de medición del tiempo no eran tan precisos como los relojes atómicos modernos.

La precisión relativamente baja se debió al hecho de que debido a la interacción de las moléculas de amoníaco entre sí y con las paredes del recipiente en el que se encontraba esta sustancia, la energía de las moléculas cambió y su líneas espectrales ensanchado. Este efecto es muy similar a la fricción en un reloj mecánico.

Posteriormente, en 1955, Louis Essen del Partido Nacional laboratorio fisico Gran Bretaña introdujo el primer reloj atómico que utilizaba cesio-133. Este reloj acumuló un error de un segundo durante un millón de años. El dispositivo recibió el nombre NBS-1 y comenzó a considerarse un estándar de frecuencia de cesio.

Diagrama esquemático Un reloj atómico consta de un oscilador de cuarzo controlado por un discriminador mediante un circuito de retroalimentación. El oscilador aprovecha las propiedades piezoeléctricas del cuarzo, mientras que el discriminador utiliza las vibraciones energéticas de los átomos para que las vibraciones del cuarzo sean seguidas por señales de transiciones de diferentes niveles de energía en los átomos o moléculas. Entre el generador y el discriminador hay un compensador sintonizado con la frecuencia de las vibraciones atómicas y comparándola con la frecuencia de vibración del cristal.

Los átomos utilizados en el reloj deben proporcionar vibraciones estables. Para cada frecuencia radiación electromagnética hay sus propios átomos: calcio, estroncio, rubidio, cesio, hidrógeno. O incluso moléculas de amoníaco y yodo.

estándar de tiempo

Con la llegada de los instrumentos atómicos para medir el tiempo, fue posible utilizarlos como estándar universal para determinar el segundo. Desde 1884, la hora de Greenwich, considerada el estándar mundial, ha dado paso al estándar de los relojes atómicos. En 1967, por decisión de la XII Conferencia General de Pesos y Medidas, se definió un segundo como la duración de 9192631770 períodos de radiación correspondientes a la transición entre dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio-133. Esta definición del segundo no depende de parámetros astronómicos y puede reproducirse en cualquier lugar del planeta. El cesio-133, utilizado en el estándar del reloj atómico, es el único isótopo estable cesio con una abundancia del 100% en la Tierra.

Los relojes atómicos también se utilizan en los sistemas de navegación por satélite; son necesarios para determinar la hora exacta y las coordenadas del satélite. Así, cada satélite GPS tiene cuatro juegos de relojes de este tipo: dos de rubidio y dos de cesio, que garantizan una precisión de transmisión de la señal de 50 nanosegundos. Los satélites rusos del sistema GLONASS también están equipados con instrumentos de medición del tiempo atómico de cesio y rubidio, y los satélites del sistema de geoposicionamiento europeo Galileo están equipados con instrumentos de hidrógeno y rubidio.

La precisión de los relojes de hidrógeno es la más alta. Son 0,45 nanosegundos en 12 horas. Al parecer, el uso de relojes tan precisos por parte de Galileo convertirá a este sistema de navegación en líder ya en 2015, cuando habrá 18 de sus satélites en órbita.

Reloj atómico compacto

Hewlett-Packard se convirtió en la primera empresa en desarrollar un reloj atómico compacto. En 1964 creó el dispositivo de cesio HP 5060A, del tamaño de una maleta grande. La empresa continuó desarrollando esta dirección, pero en 2005 vendió su división de desarrollo de relojes atómicos a Symmetricom.

En 2011, especialistas de Draper Laboratory y Sandia National Laboratories desarrollaron y Symmetricom lanzó el primer reloj atómico en miniatura, Quantum. En el momento de su lanzamiento, costaban alrededor de 15 mil dólares, estaban encerrados en un estuche sellado que medía 40 por 35 por 11 milímetros y pesaba 35 gramos. El consumo de energía del reloj fue inferior a 120 milivatios. Fueron desarrollados originalmente por orden del Pentágono y estaban destinados a servir a sistemas de navegación que funcionan independientemente de los sistemas GPS, por ejemplo, en las profundidades del agua o bajo tierra.

Ya a finales de 2013 empresa americana Bathys Hawaii presentó el primer reloj de pulsera atómico. Utilizan el chip SA.45s fabricado por Symmetricom como componente principal. Dentro del chip hay una cápsula con cesio-133. El diseño del reloj también incluye fotocélulas y un láser de baja potencia. Este último asegura el calentamiento del gas de cesio, como resultado de lo cual sus átomos comienzan a pasar de un nivel de energía a otro. La medición del tiempo se realiza precisamente registrando dicha transición. El costo de un dispositivo nuevo es de unos 12 mil dólares.

Las tendencias hacia la miniaturización, la autonomía y la precisión harán que en un futuro próximo aparezcan en todos los ámbitos nuevos dispositivos que utilicen relojes atómicos. vida humana, empezando con investigación del espacio en satélites en órbita y estaciones hasta aplicaciones domésticas en sistemas de habitación y de muñeca.

Un reloj atómico es un dispositivo para medir el tiempo con mucha precisión. Deben su nombre al principio de su funcionamiento, ya que como período se utilizan las vibraciones naturales de moléculas o átomos. Los relojes atómicos se utilizan ampliamente en la navegación, industria espacial, para determinar la ubicación de los satélites, en esfera militar Para la detección de aeronaves y también en telecomunicaciones.

Como puede ver, hay muchas áreas de aplicación, pero ¿por qué todas necesitan tanta precisión, si hoy el error de los relojes atómicos convencionales es de solo 1 segundo cada 30 millones de años? Pero hay algo aún más preciso. Todo es comprensible, porque para calcular distancias se utiliza el tiempo, y allí un pequeño error puede llevar a cientos de metros, o incluso kilómetros, si se toma distancias cósmicas. Por ejemplo, tomemos sistema americano navegacion GPS, cuando se utiliza convencional reloj electrónico, el error de medición de coordenadas será bastante significativo, lo que puede afectar todos los demás cálculos, y esto puede tener consecuencias si estamos hablando acerca de sobre tecnologías espaciales. Naturalmente, para receptores GPS en dispositivos móviles y otros dispositivos, una mayor precisión no es en absoluto importante.

La hora más precisa de Moscú y del mundo se puede encontrar en el sitio web oficial: el "servidor de hora actual precisa" www.timeserver.ru

¿De qué están hechos los relojes atómicos?

Un reloj atómico consta de varias partes principales: un oscilador de cuarzo, un discriminador cuántico y unidades electrónicas. El principal que marca la referencia es el oscilador de cuarzo, que está construido sobre cristales de cuarzo y, por regla general, produce una frecuencia estándar de 10, 5, 2,5 MHz. Porque trabajo estable el cuarzo sin error es bastante pequeño; debe ajustarse constantemente.

El discriminador cuántico registra la frecuencia de la línea atómica y se compara en el comparador de fase de frecuencia con la frecuencia del oscilador de cuarzo. El comparador tiene comentario con un oscilador de cuarzo para ajustarlo en caso de desajuste de frecuencia.
Los relojes atómicos no se pueden construir con todos los átomos. El más óptimo es el átomo de cesio. Se refiere al primario por el cual se comparan todos los demás. materiales adecuados, por ejemplo, como: estroncio, rubidio, calcio. El patrón primario es absolutamente adecuado para medir el tiempo con precisión, por eso se le llama primario.

El reloj atómico más preciso del mundo.

Hasta la fecha reloj atómico más preciso están ubicados en el Reino Unido (adoptados oficialmente). Su error es de sólo 1 segundo en 138 millones de años. Son el estándar para los estándares horarios nacionales de muchos países, incluido Estados Unidos, y también determinan el horario internacional. tiempo atómico. Pero en el reino no hay los más. reloj preciso en el piso.

La foto más precisa del reloj atómico.

Estados Unidos anunció que había desarrollado un tipo experimental de reloj preciso basado en átomos de cesio; su error fue de 1 segundo en casi 1.500 millones de años. La ciencia en esta área no se detiene y se está desarrollando a un ritmo rápido.