5 
Сигурно сте чували понятието „атомен часовник“, но не знаете точно какво означава и къде се намира. В тази статия ще ви разкрием откъде този часовник дава точното време и ще ви дадем малко информация за атомните часовници.
Местоположения на атомния часовник
В Германия функционират четири атомни часовника. Всички те се намират в Федералния физико-технически институт в Брауншвайг.
- Един от тях, цезиевият часовник CS2, ни дава точното време от 1991 г. Вашият радиочасовник у дома или на ръката ви получава точното време от този атомен часовник.
- В Австрия са в експлоатация няколко атомни часовника. Отговорна за това е Федералната служба за калибриране и измерване със седалище във Виена.
- Атомното време TAI произхожда от атомен часовник в Швейцария. Лабораторията за време и честота на Федералната служба за метрология във Ваберн при Берн също експлоатира няколко атомни часовника.
Интересни факти за атомните часовници
Атомните часовници са известни с изключителната си точност. Това време е стандартизирано от 1967 г. Използваната единица за измерване на времето е секундата.
- Една секунда съответства точно на 9 192 631 770 микровълнови колебания на цезиевото лъчение. Тези колебания са в основата на нашите атомни часовници и на нашето време.
- Както може да се очаква, функционирането на атомния часовник се основава на физиката, но и на химията. За съвременните атомни часовници се използва цезиевият изотоп 133.
- Самият принцип на действие е сложен. Опростено казано, атомният часовник, както всеки друг часовник, се състои от брояч и тактови генератор.
- Цезият действа като тактови генератор в атомния часовник. Първо се изпарява в пещ, а след това се концентрира във вакуум в лъч. Атомите на цезий се намират в основното си състояние.
- В магнитно микровълново поле атомите с определена вероятност променят състоянието си и след това се броят.
- Микровълновото поле се настройва така, че да се преброят колкото се може повече атоми. За една секунда това са вече споменатите 9 192 631 770 микровълнови колебания.
- Времето е толкова точно, защото честотата на излъчването на преходите на цезиевите атоми е почти постоянна. По този начин атомният часовник в Брауншвайг има отклонение от само 13 милиардни от секундата на година.
- Между другото, атомният часовник не съществува едва от дефинирането на единицата време секунда през 1967 г.
- Първият атомен часовник е разработен още през 1949 г. в Националното бюро за стандарти в САЩ. Тогава обаче като тактови генератори се използват не цезиеви атоми, а амонячни молекули.
Защо атомните часовници определят живота ни
Без атомните часовници нашето ежедневие буквално би излязло от ритъм. Въпреки че остават невидими, много съвременни системи зависят пряко от тяхната точност.
- GPS навигация: спътниците изчисляват разстоянията въз основа на точни времеви разлики. Дори отклонение от една милиардна от секундата може да доведе до грешка в позицията от няколко метра.
- Телекомуникации: мобилните мрежи и интернет услугите синхронизират пакетите данни чрез атомно време.
- Електрическа мрежа: честотите на мрежата и разпределението на натоварването се базират на прецизна синхронизация на времето.
- Финансови пазари: борсите и търговските системи се нуждаят от времеви отметки с точност до милисекунди за транзакциите.
По този начин международната координация на времето чрез атомни часовници осигурява ред в един дигитално свързан свят.
Точност в сравнение: атомни, кварцови и механични часовници
Колко точен е всъщност атомният часовник – и как се представя в сравнение с другите часовници?
- Един механичен часовник може да се отклонява с няколко секунди на ден, докато един кварцов часовник губи само няколко секунди на месец. Цезиевият атомен часовник обаче не се отклонява дори с една секунда за милиони години.
- Съвременните оптични атомни часовници са дори още по-точни: с помощта на лазерна светлина те измерват колебанията на атоми като стронций или итербий и достигат стабилност, при която биха се отклонили с една секунда едва след над 30 милиарда години.
