Az idő nyilai: hogyan működnek az atomórák. A jövő nanotechnológiáinak fejlesztése és alkalmazása: jelenlegi legújabb nanotechnológiák az orvostudományban és a gyártásban

Atomreaktorokés elektronikus kristályok Konstantin Chilovsky (sz. 1881), orosz mérnök, feltaláló. Feltalált egy tengeralattjáró-felderítő eszközt, amelyet széles körben használtak az első világháborúban (1914–1918). Találmányáért a Francia Renddel tüntették ki.

Atomóra 2016. január 27

A világ első, beépített atomidő-szabványos zsebórájának szülőhelye nem Svájc vagy még csak nem is Japán lesz. Létrehozásuk ötlete Nagy-Britannia szívében, a londoni Hoptroff márkánál keletkezett

Az atomórák, vagy ahogyan „kvantumóráknak” is nevezik, olyan eszközök, amelyek az atomok vagy molekulák szintjén végbemenő folyamatokhoz kapcsolódó természetes rezgések segítségével mérik az időt. Richard Hoptroff úgy döntött, itt az ideje, hogy a modern urak, akik érdeklődnek az ultratechnológiai eszközök iránt, lecseréljék mechanikus zsebórájukat valami extravagánsabbra és szokatlanabbra, amely a modern városi trendeknek is megfelel.

Így a közönség a maga módján elegáns volt kinézet zseb atomóra Hoptroff No. 10, amely nemcsak retró stílusával és fantasztikus pontosságával, hanem élettartamával is meglepheti a kütyük bőségével kifinomult modern generációt. A fejlesztők szerint, ha veled van ez az óra, legalább 5 milliárd évig a legpontosabb ember maradhatsz.

Mit lehet még érdekeset megtudni róluk...

2. fénykép.

Mindazok számára, akiket soha nem érdekeltek az ilyen órák, érdemes röviden elmagyarázni működésük elvét. Az „atomeszközben” nincs semmi, ami egy klasszikus mechanikus órára hasonlítana. A Hoptroffban sz. 10 nincsenek mechanikai alkatrészek, mint olyanok. Ehelyett az atomzsebórákat radioaktív gázzal töltött, lezárt kamrával szerelték fel, amelynek hőmérsékletét egy speciális kemence szabályozza. A pontos időzítés a következőképpen történik: a lézerek gerjesztik az atomokat kémiai elem, amely az óra egyfajta „kitöltője”, a rezonátor pedig minden egyes atomátmenetet rögzít és mér. Ma alapelem hasonló eszközök a cézium. Ha felidézzük az SI mértékegységrendszerét, akkor abban a másodperc értéke a cézium-133 atomok egyik energiaszintről a másikra való átmenete során az elektromágneses sugárzás periódusainak számához kapcsolódik.

3. fénykép.

Ha az okostelefonokban az eszköz szívét processzorchipnek tekintik, akkor a Hoptroff No. 10 ezt a szerepet a referenciaidő generátor modul veszi át. A Symmetricom szállítja, és magát a chipet eredetileg a hadiiparban - pilóta nélküli légi járművekben - szánták.

A CSAC atomóra hőmérséklet-szabályozott termosztáttal van felszerelve, amely céziumgőzt tartalmazó kamrát tartalmaz. A cézium-133 atomokra gyakorolt ​​lézer hatására megindul az egyik energiaállapotból a másikba való átmenetük, amelyet mikrohullámú rezonátor segítségével mérnek. 1967 óta Nemzetközi rendszer Az units (SI) egy másodpercet 9 192 631 770 elektromágneses sugárzási periódusként határoz meg, amely a cézium-133 atom alapállapotának két hiperfinom szintje közötti átmenet során keletkezik. Ez alapján pontosabbat nehéz elképzelni műszaki pont nézet óra cézium alapú. Idővel, tekintettel az időmérés területén elért legújabb fejleményekre, az ultraibolya sugárzás frekvenciáján pulzáló alumíniumionon alapuló új optikai órák pontossága (100 000-szer nagyobb, mint a céziumórák mikrohullámú frekvenciája) több százszor nagyobb lesz. mint az atomi kronométerek pontossága. Egyszerűen fogalmazva, a Hoptroff új Pocket Model No.10 futási hibája évi 0,0015 másodperc, ami 2,4 milliószor jobb, mint a COSC szabványok.

4. fénykép.

A készülék funkcionális oldala is a fantázia küszöbén áll. Segítségével megtudhatja: idő, dátum, hét napja, év, szélesség és hosszúság különböző mennyiségekben, nyomás, páratartalom, csillag óraés percek, árapály előrejelzés és sok más mutató. Az óra arany színben érkezik, és a tervek szerint 3D nyomtatással készítik el a tokját a nemesfémből.

Richard Hoptrof őszintén hiszi, hogy ez a lehetőség a legelőnyösebb az agyszüleménye létrehozására. A szerkezet tervezési összetevőjének kismértékű megváltoztatásához egyáltalán nem kell újjáépítenie gyártósor, hanem a 3D nyomtató eszköz funkcionális rugalmasságát használni ehhez. Érdemes azonban megjegyezni, hogy a bemutatott óra prototípusa klasszikus módon készült.

5. fénykép.

Az idő nagyon drága manapság, és a Hoptroff No. A 10 ennek közvetlen megerősítése. Az elõzetes információk szerint az atomeszközök elsõ tétele 12 darab lesz, ami a költségeket illeti, 1 példány ára 78 000 dollár lesz.

6. fénykép.

Richard Hoptroff, a márka ügyvezető igazgatója szerint a Hoptroff londoni telephelye kulcsszerepet játszott ennek az ötletnek a megjelenésében. „Kvarcszerkezeteinkben nagy pontosságú, GPS-jellel ellátott oszcilláló rendszert használunk. De London központjában nem olyan könnyű elkapni ezt a jelet. Egyik nap a Greenwichi Obszervatóriumban tett kirándulásom során megláttam egy Hewlett Packard atomórát, és úgy döntöttem, vásárolok magamnak valami hasonlót az interneten keresztül. És nem tudtam. Ehelyett egy Symmetricon chipről kaptam információt, és három nap gondolkodás után rájöttem, hogy tökéletes lenne zsebórának.”

A chip, amiről beszélünk arról beszélünk, az SA.45s Cesium Atomic Clock (CSAC), az egyik első generációs miniatűr atomóra GPS-vevőkhöz, hátizsákos rádiókhoz és pilóta nélküli járművekhez. Szerény méretei ellenére (40 mm x 34,75 mm) még mindig nem valószínű, hogy beleférne egy karórába. Ezért a Hoptroff úgy döntött, hogy egy meglehetősen tekintélyes méretű (82 mm átmérőjű) zsebmodellel szereli fel őket.

Amellett, hogy a világ legpontosabb órája, a Hoptroff No 10 (a márka tizedik szerkezete) egyben az első arany tok is, amely 3D nyomtatási technológiával készült. A Hoptroff egyelőre nem tudja biztosan megmondani, hogy mennyi aranyra lesz szükség a tok elkészítéséhez (az első prototípus munkálatai a lap kiadásakor befejeződtek), de becslései szerint a költsége „legalább több ezer font lesz”. És figyelembe véve a termék kifejlesztéséhez szükséges kutatások mennyiségét (vegyük az árapály apály- és dagályának kiszámítását 3000 különböző port harmonikus állandóival), a végső kiskereskedelmi ára körülbelül 50 000 GBP körül várható.

A 10. számú modell arany teste, ahogy kikerül a 3D nyomtatóból és kész formában

A vásárlók automatikusan egy exkluzív klub tagjaivá válnak, és írásos fogadalmat kell aláírniuk, hogy nem használják az atomóra chipet fegyverként. „Ez a beszállítóval kötött szerződésünk egyik feltétele – magyarázza Hoptroff úr –, mivel az atomchipet eredetileg rakétairányító rendszerekben használták.” Nem sokat kell fizetni azért, hogy kifogástalan pontosságú karóránk legyen.

A Hoptroff No.10 szerencsés tulajdonosainak sokkal több áll majd rendelkezésére, mint egy nagy pontosságú óra. A modell egyben zsebnavigációs eszközként is funkcionál, lehetővé téve a hosszúság meghatározását egy tengeri mérföld pontossággal, még sok évnyi tengeren töltött év után is, egyszerű szextáns segítségével. A modell két tárcsát kap, de az egyik dizájnját továbbra is titokban tartják. A másik a számlálók örvénye, amely akár 28 komplikációt is megjelenít: az összes lehetséges kronometrikus funkciótól és naptárjelzőtől az iránytűig, hőmérőig, higrométerig (a páratartalom mérésére szolgáló eszköz), barométerig, szélesség- és hosszúságmérőkig és dagály-apályig. indikátor. És ez nem is beszélve az atomtermosztát állapotának létfontosságú mutatóiról.

A Hoptroff számos új termék gyártását tervezi, köztük George Daniels legendás Space Traveler komplikált órájának elektronikus változatát. Jelenleg azon dolgoznak, hogy a Bluetooth technológiát beépítsék az órába, hogy eltárolják viselőjének személyes adatait, és lehetővé tegyék a komplikációk, például a holdfázis-jelző automatikus beállítását.

A No.10 első példányai jövőre jelennek meg, de addig is keresgél a cég megfelelő partnerek a kiskereskedők között. „Természetesen megpróbálhatnánk online eladni, de ez egy prémium modell, ezért továbbra is a kezében kell tartania, hogy igazán értékelje. Ez azt jelenti, hogy továbbra is igénybe kell vennünk a kiskereskedők szolgáltatásait, és készen állunk a tárgyalások megkezdésére” – zárja Hoptroff úr.

Sőt még Az eredeti cikk a honlapon található InfoGlaz.rf Link a cikkhez, amelyből ez a másolat készült -

Az időnek, annak ellenére, hogy a tudósok még mindig nem tudják végleg megfejteni valódi lényegét, mégis megvannak az emberiség által meghatározott mértékegységei. És egy számítási eszköz, amelyet óra. Milyen fajtáik vannak, melyek a világ legpontosabb órái? Mai anyagunkban erről lesz szó.

Melyik a világ legpontosabb órája?

Ezeket atomosnak tekintik - apró hibáik vannak, amelyek milliárd évenként csak másodperceket érhetnek el. A 2., nem kevésbé megtisztelő dobogó megvan, egy hónap lemaradással, vagy csak 10-15 másodperccel rohannak előre. De a mechanikus órák nem a legpontosabbak a világon. Folyamatosan kell őket indítani és beindítani, és itt teljesen más sorrendben vannak a hibák.

A világ legpontosabb atomórája

Ahogy már elhangzott, az idő minőségi mérésére szolgáló atomi műszerek olyan aprólékosak, hogy az általuk adott hibák összehasonlíthatók bolygónk átmérőjének méréseivel minden mikrorészecskéig. Kétségtelen, hogy az átlagembernek a mindennapi életben egyáltalán nincs szüksége ilyen precíz mechanizmusokra. Ezeket használják tudományos kutatók különféle kísérletek elvégzésére, ahol extrém számításokra van szükség. Lehetőséget biztosítanak az emberek számára, hogy ellenőrizzék az „időbeli haladást” különböző területeken földgolyó vagy végezzen kísérleteket, amelyek megerősítik az általános relativitáselméletet, valamint más fizikai elméleteket és hipotéziseket.

Párizsi szabvány

Melyik a világ legpontosabb órája? Általánosan elfogadott, hogy párizsiak, az Időintézethez tartoznak. Ez az eszköz az úgynevezett időszabvány, az emberek a világ minden táján ellenőrzik ezt. Egyébként valójában nem egészen hasonlít a szó hagyományos értelmében vett „sétálókra”, hanem egy nagyon precíz, legösszetettebb felépítésű, kvantumelven alapuló eszközre hasonlít, ill. fő gondolat- a tér-idő számítása részecskerezgésekkel, 1000 évenként mindössze 1 másodperc hibával.

Még pontosabban

Melyik ma a világ legpontosabb órája? A jelenlegi valóságban a tudósok feltaláltak egy olyan eszközt, amely 100 ezerszer pontosabb a párizsi szabványnál. Hibája egy másodperc 3,7 milliárd év alatt! A technológia fejlesztéséért amerikai fizikusok egy csoportja a felelős. Ez már a kvantumlogikára épített időeszközök második változata, ahol az információfeldolgozást hasonló módszerrel végzik, mint pl.

Kutatási segítség

A legújabb kvantumeszközök nemcsak olyan mennyiségek mérésében állítanak fel új mércét, mint az idő, hanem sok országban segítik a kutatókat olyan kérdések megoldásában, amelyek olyan fizikai állandókkal kapcsolatosak, mint a fénysugár sebessége vákuumban vagy a Planck-állandó. A mérések növekvő pontossága előnyös a tudósok számára, akik azt remélik, hogy nyomon tudják követni a gravitáció okozta idődilatációt. Az Egyesült Államok egyik technológiai vállalata pedig azt tervezi, hogy akár tömeggyártású kvantumórákat is piacra dobna mindennapi használatra. Igaz, mekkora lesz az elsődleges költségük?

Működési elve

Az atomórákat szokás kvantumóráknak is nevezni, mert molekuláris szinten zajló folyamatok alapján működnek. A nagy pontosságú eszközök létrehozásához nem akármilyen atomokat veszünk: általában kalcium és jód, cézium és rubídium, valamint hidrogénmolekulák felhasználása a jellemző. Jelenleg az ittibériumon alapuló időszámítás legpontosabb mechanizmusait az amerikaiak hozták létre. A berendezés működésében több mint 10 ezer atom vesz részt, ami kiváló pontosságot biztosít. A korábbi rekorderek egyébként „csak” 100 milliós másodpercenkénti hibájuk volt, ami ugyebár szintén jelentős időszak.

Precíziós kvarc...

A mindennapi használatra szánt háztartási „sétálók” kiválasztásakor természetesen a nukleáris eszközöket nem szabad figyelembe venni. A háztartási órák közül manapság a világ legpontosabb karórái a kvarcórák, amelyek számos előnnyel is rendelkeznek a mechanikusokkal szemben: nem igényelnek tekercselést, és kristályokkal dolgoznak. A futási hibáik átlagosan havi 15 másodpercet jelentenek (a mechanikai hibák általában napi ennyi időt késhetnek). És sok szakértő szerint a világ legpontosabb kvarc karórája a Citizen cég - „Chronomaster”. Évente mindössze 5 másodperces hibájuk lehet. A költségeket tekintve meglehetősen drágák - körülbelül 4 ezer euró. A képzeletbeli Longines dobogó második fokán (évente 10 másodperc). Már sokkal olcsóbbak - körülbelül 1000 euró.

...és mechanikus

A legtöbb mechanikus műszer általában nem különösebben pontos. Az egyik készülék azonban még büszkélkedhet. A 20. században készült óra hatalmas, 14 ezer elemből álló mechanizmussal rendelkezik. Köszönet összetett kialakítás, valamint a mérési hibáik meglehetősen lassú működése – egy másodperc 600 évenként.

Az atomórák a legpontosabb időmérő eszközök, amelyek ma léteznek, és egyre inkább elterjedtek magasabb értéket fejlettséggel és összetettséggel modern technológiák.

Működés elve

Atomóra pontos időpont köszönet nélkül visszaszámolt radioaktív bomlás, ahogy a nevük is sugallhatja, de az atommagok és az őket körülvevő elektronok rezgéseit használva. Gyakoriságukat az atommag tömege, a gravitáció és a pozitív töltésű atommag és az elektronok közötti elektrosztatikus „kiegyensúlyozó” határozza meg. Ez nem egészen felel meg a szokásos óraszerkezetnek. Az atomórák megbízhatóbb időmérők, mivel az oszcillációjuk nem változik a környezeti tényezőktől, például a páratartalomtól, a hőmérséklettől vagy a nyomástól függően.

Az atomórák evolúciója

Az évek során a tudósok rájöttek, hogy az atomok rezonanciafrekvenciái az elektromágneses sugárzás elnyelésére és kibocsátására vonatkozó képességükhöz kapcsolódnak. Az 1930-as és 1940-es években olyan nagyfrekvenciás kommunikációs és radarberendezéseket fejlesztettek ki, amelyek az atomok és molekulák rezonanciafrekvenciájával kapcsolódtak. Ez hozzájárult az óra ötletéhez.

Az első példányokat 1949-ben a National Institute of Standards and Technology (NIST) építette. Rezgésforrásként ammóniát használtak. Azonban nem voltak sokkal pontosabbak a meglévő időszabványnál, és a következő generációban céziumot használtak.

Új szabvány

Az időmérés pontosságának változása olyan nagy volt, hogy 1967-ben az Általános Súly- és Mértékkonferencia az SI másodpercet egy céziumatom 9 192 631 770 rezgéseként határozta meg a rezonanciafrekvenciáján. Ez azt jelentette, hogy az idő már nem függött össze a Föld mozgásával. A világ legstabilabb atomóráját 1968-ban hozták létre, és az 1990-es évekig a NIST időmérő rendszer részeként használták.

Javító autó

Az egyik legújabb fejlesztés ezen a területen a lézeres hűtés. Ez javította a jel-zaj arányt és csökkentette az órajel bizonytalanságát. Ennek a hűtőrendszernek és a céziumórák javítására használt egyéb berendezéseknek a befogadása akkora helyet igényelne, mint egy vasúti kocsi, bár kereskedelmi opciók elfér egy bőröndben. Az egyik ilyen laboratóriumi létesítmény a Colorado állambeli Boulderben tartja az időt, és a Föld legpontosabb órája. Napi 2 nanoszekundumot vagy 1,4 millió évenként 1 másodpercet tévednek.

Komplex technológia

Ez a hatalmas precizitás összetettség eredménye technológiai folyamat. Először a folyékony céziumot kemencébe helyezik, és addig hevítik, amíg gázzá nem válik. A fématomok nagy sebességgel távoznak a kemencében lévő kis nyíláson keresztül. Az elektromágnesek hatására különálló, különböző energiájú nyalábokra hasadnak. A szükséges nyaláb egy U alakú lyukon halad át, és az atomokat 9 192 631 770 Hz frekvenciájú mikrohullámú energiával sugározzák be. Ennek köszönhetően izgatottak és más energiaállapotba kerülnek. A mágneses tér ezután kiszűri az atomok egyéb energiaállapotait.

A detektor reagál a céziumra, és a megfelelő frekvenciaértéknél maximumot mutat. Ez szükséges az óramechanizmust vezérlő kvarcoszcillátor konfigurálásához. Frekvenciáját elosztva 9.192.631.770-zel másodpercenként egy impulzust kapunk.

Nem csak cézium

Bár a leggyakoribb atomórák a cézium tulajdonságait használják, vannak más típusok is. Különböznek a felhasznált elemben és az energiaszint változásának meghatározására szolgáló eszközökben. Egyéb anyagok a hidrogén és a rubídium. A hidrogénatomos órák hasonlóan működnek, mint a céziumórák, de szükségük van egy speciális anyagból készült falú tartályra, amely megakadályozza, hogy az atomok túl gyorsan veszítsenek energiát. A Rubidium órák a legegyszerűbbek és a legkompaktabbak. Bennük egy rubídium gázzal töltött üvegcella megváltoztatja a fényelnyelést ultramagas frekvenciának kitéve.

Kinek van szüksége pontos időre?

Ma már rendkívül pontosan mérhető az idő, de miért fontos ez? Erre olyan rendszerekben van szükség, mint a mobiltelefonok, az internet, a GPS, a repülési programok és a digitális televíziózás. Első pillantásra ez nem egyértelmű.

A precíz idő használatára példa a csomagszinkronizálás. Keresztül középvonal több ezer telefonhívás történik. Ez csak azért lehetséges, mert a beszélgetés nem kerül továbbításra teljesen. A távközlési cég kis csomagokra bontja, sőt az információk egy részét kihagyja. Ezután átmennek a vonalon más beszélgetések csomagjaival együtt, és keveredés nélkül visszaállnak a másik végén. A telefonközpont órajelrendszere az információ pontos elküldésének időpontja alapján tudja meghatározni, hogy egy adott beszélgetéshez mely csomagok tartoznak.

GPS

A pontos idő másik megvalósítása a globális helymeghatározó rendszer. 24 műholdból áll, amelyek koordinátáikat és idejüket továbbítják. Bármely GPS-vevő csatlakozhat hozzájuk, és összehasonlíthatja a sugárzási időket. A különbség lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy meghatározza tartózkodási helyét. Ha ezek az órák nem lennének túl pontosak, akkor a GPS rendszer nem lenne praktikus és megbízhatatlan.

A tökéletesség határa

A technika és az atomórák fejlődésével szembetűnővé váltak az Univerzum pontatlanságai. A Föld egyenetlenül mozog, ami véletlenszerű eltéréseket okoz az évek és a napok hosszában. A múltban ezek a változások észrevétlenek maradtak volna, mert az idő mérésére szolgáló eszközök túlságosan pontatlanok voltak. A kutatók és tudósok nagy csalódására azonban az atomórák idejét módosítani kell az anomáliák kompenzálására. való Világ. Csodálatos eszközök, amelyek elősegítik a modern technológia fejlődését, de kiválóságuknak a természet által meghatározott korlátok szabnak határt.

Először is, az emberiség órákat használ a programidő-szabályozás eszközeként.

Másodszor, ma az időmérés a legpontosabb mérési mód: az időmérés pontosságát ma már egy hihetetlen, 1·10-11%-os nagyságrendű hiba határozza meg, vagyis 1 s 300 ezer év alatt.

És ekkora pontosságot értünk el modern emberek amikor elkezdték használni atomok, amelyek rezgésük következtében az atomóra szabályozója. A cézium atomok két energiaállapotban vannak, amire szükségünk van (+) és (-). Elektromágneses sugárzás 9 192 631 770 hertz frekvenciával, amikor az atomok a (+) állapotból (-) állapotba lépnek, precíz, állandó periodikus folyamat jön létre - az atomóra kódjának szabályozója.

Ahhoz, hogy az atomórák pontosan működjenek, a céziumot kemencében kell elpárologtatni, ez a folyamat az atomjait szabadítja fel. A sütő mögött található egy válogatómágnes, amely rendelkezik áteresztőképesség atomok (+) állapotúak, és abban mikrohullámú térben történő besugárzás hatására az atomok (-) állapotba kerülnek. A második mágnes a (+) állapotú (-) állapotú atomokat a vevőkészülékbe irányítja. Sok olyan atomot, amely megváltoztatta állapotát, csak akkor kapjuk meg, ha a mikrohullámú emitter frekvenciája pontosan egybeesik a cézium 9 192 631 770 hertzes rezgési frekvenciájával. Ellenkező esetben csökken az atomok száma (-) a vevőkészülékben.

A készülékek folyamatosan figyelik és szabályozzák a 9 192 631 770 hertzes állandó frekvenciát. Ez azt jelenti, hogy az óratervezők álma valóra vált, egy abszolút állandó periodikus folyamatot találtak: 9 192 631 770 hertzes frekvenciát, amely az atomórák menetét szabályozza.

Ma a nemzetközi megállapodás eredményeként a másodpercet a sugárzási periódus 9 192 631 770-zel szorozva határozzák meg, ami a két hiperfinom közötti átmenetnek felel meg. szerkezeti szintek a cézium atom alapállapota (cézium-133 izotóp).

A pontos idő mérésére más atomok és molekulák rezgését is felhasználhatja, mint például kalcium-, rubídium-, cézium-, stroncium-, hidrogén-, jód-, metánatomok stb. alapértelmezett. A különböző atomok rezgésének összehasonlítására egy szabványos (cézium) titán-zafír lézert készítettek, amely széleskörű 400 és 1000 nm közötti frekvenciák.

A kvarc- és atomórák első megalkotója egy angol kísérleti fizikus volt Essen Lewis (1908-1997). 1955-ben megalkotta az első atomfrekvenciás (idő) szabványt céziumatomok nyalábjával. E munka eredményeként 3 évvel később (1958) létrejött az atomfrekvencia szabványon alapuló időszolgáltatás.

A Szovjetunióban Nikolai Gennadievich Basov akadémikus terjesztette elő ötleteit egy atomóra létrehozására.

Így, atomóra, Az órák egyik precíz típusa az időmérő eszköz, ahol az atomok vagy molekulák természetes rezgéseit használják ingaként. Az atomórák stabilitása a legjobb az összes közül létező típusokórákat, ami a legnagyobb pontosság kulcsa. Az atomóra-generátor több mint 32 768 impulzust produkál másodpercenként, ellentétben a hagyományos órákkal. Az atomi rezgések nem függnek a levegő hőmérsékletétől, rezgéseitől, páratartalmától és sok más külső tényezőtől.

BAN BEN modern világ Amikor egyszerűen nem nélkülözheti a navigációt, az atomórák nélkülözhetetlen asszisztensekké váltak. Képesek meghatározni a helyet űrhajó, műhold, ballisztikus rakéta, repülőgép, tengeralattjáró, autó automatikusan műholdas kommunikáción keresztül.

Így az elmúlt 50 évben az atomórákat, vagy inkább a céziumórákat tartották a legpontosabbnak. Az időszolgálatok régóta használják őket, és egyes rádióállomások is sugároznak időjeleket.

Az atomóra készülék 3 részből áll:

kvantum diszkriminátor,

kvarc oszcillátor,

elektronikai komplexum.

A kvarc oszcillátor frekvenciát generál (5 vagy 10 MHz). Az oszcillátor egy RC rádiógenerátor, amely egy kvarckristály piezoelektromos módusait használja rezonáns elemként, ahol a (+) állapotú atomokat (-) állapotba cserélő atomokat hasonlítják össze. A stabilitás növelése érdekében frekvenciáját folyamatosan összehasonlítják a kvantumdiszkriminátor (atomok vagy molekulák) . Ha rezgéskülönbség jelenik meg, az elektronika beállítja a kvarc oszcillátor frekvenciáját nulla szint, ezáltal a kívánt szintre növelve az óra stabilitását és pontosságát.

A modern világban az atomórákat a világ bármely országában le lehet gyártani felhasználásra Mindennapi élet. Nagyon kis méretűek és gyönyörűek. A legújabb atomóra nem nagyobb, mint egy gyufásdoboz, és alacsony, kevesebb mint 1 watt fogyasztású. És ez nem a határ, talán a jövőben eléri a technológiai fejlődés mobiltelefonok. Eközben a kompakt atomórákat csak stratégiai rakétákra szerelik fel, hogy többszörösére növeljék a navigáció pontosságát.

Ma minden ízlésnek és pénztárcának megfelelő férfi és női atomórák megvásárolhatók az online áruházakban.

2011-ben a Symmetricom és a Sandia National Laboratories szakemberei alkották meg a világ legkisebb atomóráját. Ez az óra 100-szor kompaktabb, mint a kereskedelmi forgalomban kapható korábbi verziók. Az atomkronométer mérete nem nagyobb, mint egy gyufásdobozé. Működéséhez mindössze 100 mW teljesítményre van szüksége – ez 100-szor kevesebb elődeihez képest.

Csökkenteni lehetett az óra méretét úgy, hogy a rugók és fogaskerekek helyett olyan mechanizmust szereltek fel, amely a céziumatomok által kibocsátott elektromágneses hullámok frekvenciájának meghatározásán alapul. lézersugár elhanyagolható teljesítmény.

Az ilyen órákat használják a navigációban, valamint a bányászok, búvárok munkájában, ahol szükséges az idő pontos szinkronizálása a felszínen lévő kollégákkal, valamint a pontos időszolgáltatások, mert az atomórák hibája kisebb, mint 0,000001 tört. egy másodpercet naponta. A Symmetricom rekord kis atomóra ára körülbelül 1500 dollár volt.