Як працюють атомні годинники

Ісидор Рабі, професор фізики з Колумбійського університету, запропонував небачений досі проект: годинник, що працюють за принципом атомного пучка магнітного резонансу. Це сталося в 1945 році, а вже в 1949 Національне бюро стандартів випустило перший працюючий прототип. У ньому зчитувалися коливання молекули аміаку. Цезій пішов в справу набагато пізніше: модель NBS-1 з'явилася тільки в 1952 році. 

• 

  Удосконалення проекту

  Національна фізична лабораторія в Англії створила перші години на основі пучка цезію в 1955 році. Десять з гаком років тому, під час Генеральної конференції з мір та ваг були представлені більш досконалі годинник, також працюють на основі вібрацій в атомі цезію. Модель NBS-4 використовувалася до 1990 року.

• 

  типи годин

  На даний момент існує три типи атомного годинника, який працюють приблизно за одним і тим же принципом. Цезієві годинник, найточніші, поділяють атом цезію магнітним полем. Найпростіші атомний годинник, рубідієві, використовують рубідієвий газ, укладений в скляну колбу. І, нарешті, водневі атомний годинник беруть за точку відліку атоми водню, закриті в оболонці зі спеціального матеріалу - він не дає атомам швидко втрачати енергію.

• 

  Котра година

  У 1999 році Національний інститут стандартів і технологій США (NIST) запропонував ще більш досконалу версію атомного годинника. Модель NIST-F1 допускає похибка всього на одну секунду в двадцять мільйонів років.

• 

  найточніший

  Але фізики з NIST не зупинилися на досягнутому. Вчені вирішили розробити новий хронометр, на цей раз на основі атомів стронцію. Новий годинник працюють на 60% попередньої моделі, а це значить, що вони втрачають одну секунду не за двадцять мільйонів років, а за цілих п'ять мільярдів.

• 

  Вимірювання часу

  Міжнародна угода визначило єдино точну частоту для резонансу частки цезію. Це 9 192 631 770 герц - при розподілі вихідного сигналу на це число виходить рівно один цикл в секунду.