Ilmiy dunyo bo'ylab shov-shuv tarqaldi - vaqt bizning koinotimizdan bug'lanadi! Hozircha bu faqat ispan astrofiziklarining farazidir. Ammo Yerda va koinotda vaqt oqimi boshqacha ekanligi olimlar tomonidan allaqachon isbotlangan. Vaqt tortishish kuchi ta'sirida sekinroq oqadi, u sayyoradan uzoqlashganda tezlashadi. Yer va kosmik vaqtni sinxronlashtirish vazifasi vodorod chastotasi standartlari tomonidan amalga oshiriladi, ular "atom soatlari" deb ham ataladi.
Birinchi atom vaqti kosmonavtikaning paydo bo'lishi bilan birga paydo bo'ldi, atom soatlari 20-yillarning o'rtalarida paydo bo'ldi. Hozirgi kunda atom soatlari kundalik narsaga aylandi, har birimiz ulardan har kuni foydalanamiz: raqamli aloqa, GLONASS, navigatsiya va transport ularning yordami bilan ishlaydi.
Mobil telefonlar egalari vaqtni qat'iy sinxronlashtirish uchun kosmosda qanday murakkab ish olib borilishi haqida deyarli o'ylamaydilar va biz soniyaning milliondan bir qismi haqida gapiramiz.
Aniq vaqt standarti Moskva viloyatida, Fizikaviy-texnik va radiotexnikaviy o'lchovlar ilmiy institutida saqlanadi. Dunyoda 450 ta shunday soatlar mavjud.
Rossiya va AQShda atom soatlari bo'yicha monopoliyalar mavjud, ammo AQShda soatlar atrof-muhit uchun juda zararli bo'lgan radioaktiv metall seziy, Rossiyada esa xavfsizroq, bardoshli material bo'lgan vodorod asosida ishlaydi.
Bu soatda siferblat yoki qo‘llar yo‘q: u eng ilg‘or texnologiyalar – yuqori aniqlikdagi o‘lchash asboblari va atom standartlariga ega uskunalar bilan to‘ldirilgan noyob va qimmatbaho metallardan iborat katta bochkaga o‘xshaydi. Ularni yaratish jarayoni juda uzoq, murakkab va mutlaq bepushtlik sharoitida sodir bo'ladi.
4 yildirki, Rossiya sun'iy yo'ldoshiga o'rnatilgan soat qorong'u energiyani o'rganmoqda. Insoniy me'yorlarga ko'ra, ular millionlab yillar davomida aniqligini 1 soniyaga yo'qotadilar.
Tez orada atom soatlari Spektr-M kosmik observatoriyasiga o'rnatiladi, u yulduzlar va ekzosayyoralar qanday paydo bo'lishini ko'radi va Galaktikamiz markazidagi qora tuynukning chetidan tashqariga qaraydi. Olimlarning fikriga ko'ra, dahshatli tortishish tufayli vaqt shu qadar sekin o'tadiki, u deyarli to'xtaydi.
tvroskosmos
Kolumbiya universitetining fizika professori Isidor Rabi hech qachon ko'rilmagan loyihani taklif qildi: magnit-rezonansning atom nurlari printsipi asosida ishlaydigan soat. Bu 1945 yilda sodir bo'ldi va 1949 yilda Milliy standartlar byurosi birinchi ishchi prototipini chiqardi. U ammiak molekulasining tebranishlarini o'qiydi. Seziy ancha keyinroq qo'llanila boshlandi: NBS-1 modeli faqat 1952 yilda paydo bo'lgan.
Angliyadagi Milliy Fizika laboratoriyasi 1955 yilda seziy nurli birinchi soatni yaratdi. O'n yildan ko'proq vaqt o'tgach, Og'irliklar va o'lchovlar bo'yicha Bosh konferentsiyada seziy atomidagi tebranishlarga asoslangan yanada rivojlangan soat taqdim etildi. NBS-4 modeli 1990 yilgacha ishlatilgan.
Soat turlari
Hozirgi vaqtda taxminan bir xil printsip asosida ishlaydigan uchta turdagi atom soatlari mavjud. Seziy soatlari, eng aniq, seziy atomini magnit maydon bilan ajratib turadi. Eng oddiy atom soati, rubidiy soati shisha lampochka ichiga o'ralgan rubidiy gazidan foydalanadi. Va nihoyat, vodorod atomi soati maxsus material qobig'ida yopilgan vodorod atomlarini mos yozuvlar nuqtasi sifatida oladi - bu atomlarning tezda energiya yo'qotishining oldini oladi.
Hozir soat necha
1999 yilda AQSh Milliy standartlar va texnologiyalar instituti (NIST) atom soatining yanada rivojlangan versiyasini taklif qildi. NIST-F1 modeli har yigirma million yilda atigi bir soniya xatolikka yo'l qo'yadi.
Eng aniq
Ammo NIST fiziklari bu bilan to'xtamadilar. Olimlar bu safar stronsiy atomlariga asoslangan yangi xronometrni ishlab chiqishga qaror qilishdi. Yangi soat avvalgi modelning 60 foizida ishlaydi, ya'ni u bir soniyani yigirma million yilda emas, balki besh milliardga yo'qotadi.
Vaqtni o'lchash
Xalqaro kelishuv seziy zarrasi rezonansining yagona aniq chastotasini aniqladi. Bu 9 192 631 770 gerts - chiqish signalini bu raqamga bo'lish soniyada to'liq bir tsiklga teng.
Atom soatlari bugungi kunda mavjud bo'lgan eng to'g'ri vaqt o'lchash asboblari bo'lib, zamonaviy texnologiyalar rivojlanib, murakkablashib borishi bilan tobora muhim ahamiyat kasb etmoqda.
Ish printsipi
Atom soatlari aniq vaqtni ularning nomidan ko'rinib turganidek, radioaktiv parchalanish tufayli emas, balki yadrolar va ularni o'rab turgan elektronlarning tebranishlaridan foydalangan holda saqlaydi. Ularning chastotasi yadro massasi, tortishish va musbat zaryadlangan yadro va elektronlar orasidagi elektrostatik "muvozanat" bilan belgilanadi. Bu oddiy soat harakati bilan mutlaqo mos kelmaydi. Atom soatlari ishonchliroq vaqt saqlovchi hisoblanadi, chunki ularning tebranishlari namlik, harorat yoki bosim kabi atrof-muhit omillariga qarab o'zgarmaydi.
Atom soatlarining evolyutsiyasi
Yillar davomida olimlar atomlarning har birining elektromagnit nurlanishni yutish va chiqarish qobiliyatiga bog'liq rezonans chastotalariga ega ekanligini tushunishdi. 1930—1940-yillarda atomlar va molekulalarning rezonans chastotalari bilan bogʻlanishi mumkin boʻlgan yuqori chastotali aloqa va radar uskunalari ishlab chiqildi. Bu soat g'oyasiga hissa qo'shdi.
Birinchi namunalar 1949 yilda Milliy standartlar va texnologiyalar instituti (NIST) tomonidan qurilgan. Tebranish manbai sifatida ammiak ishlatilgan. Biroq, ular mavjud vaqt standartidan ancha aniqroq emas edi va seziy keyingi avlodda ishlatilgan.
Yangi standart
Vaqtni o'lchash aniqligining o'zgarishi shunchalik katta ediki, 1967 yilda Og'irliklar va o'lchovlar bo'yicha Bosh konferentsiya SI soniyasini seziy atomining rezonans chastotasida 9,192,631,770 tebranishini aniqladi. Bu vaqt endi Yerning harakati bilan bog'liq emasligini anglatardi. Dunyodagi eng barqaror atom soati 1968 yilda yaratilgan va 1990-yillargacha NIST vaqt hisobi tizimining bir qismi sifatida ishlatilgan.
Avtomobilni yaxshilash
Ushbu sohadagi so'nggi yutuqlardan biri lazerli sovutishdir. Bu signal-shovqin nisbatini yaxshiladi va soat signalidagi noaniqlikni kamaytirdi. Ushbu sovutish tizimi va seziy soatlarini yaxshilash uchun ishlatiladigan boshqa jihozlarni joylashtirish temir yo'l vagonining o'lchamidagi joyni talab qiladi, ammo tijorat versiyalari chamadonga sig'ishi mumkin. Ushbu laboratoriya qurilmalaridan biri Kolorado shtatining Boulder shahrida vaqtni saqlaydi va u Yerdagi eng aniq soat hisoblanadi. Ular kuniga 2 nanosekund yoki 1,4 million yilda 1 soniya xato qiladi.
Murakkab texnologiya
Bu ulkan aniqlik murakkab ishlab chiqarish jarayonining natijasidir. Birinchidan, suyuq seziy o'choqqa joylashtiriladi va u gazga aylanguncha isitiladi. Metall atomlari o'choqdagi kichik teshikdan yuqori tezlikda chiqadi. Elektromagnitlar ularni turli energiyaga ega bo'lgan alohida nurlarga bo'linishiga olib keladi. Kerakli nur U shaklidagi teshikdan o'tadi va atomlar 9 192 631 770 Gts chastotali mikroto'lqinli energiya bilan nurlanadi. Buning yordamida ular hayajonlanadi va boshqa energiya holatiga o'tadi. Keyin magnit maydon atomlarning boshqa energiya holatlarini filtrlaydi.
Detektor seziyga ta'sir qiladi va to'g'ri chastota qiymatida maksimalni ko'rsatadi. Bu soat mexanizmini boshqaradigan kvarts osilatorini sozlash uchun kerak. Uning chastotasini 9.192.631.770 ga bo'lish soniyasiga bitta zarba beradi.
Faqat seziy emas
Eng keng tarqalgan atom soatlari seziyning xususiyatlaridan foydalansa-da, boshqa turlari ham mavjud. Ular ishlatiladigan element va energiya darajasidagi o'zgarishlarni aniqlash vositalarida farqlanadi. Boshqa materiallar vodorod va rubidiydir. Vodorod atomi soatlari seziy soatlariga o'xshash ishlaydi, lekin atomlarning energiyani juda tez yo'qotishiga yo'l qo'ymaydigan maxsus materialdan yasalgan devorlari bo'lgan idishni talab qiladi. Rubidium soatlari eng sodda va ixchamdir. Ularda rubidiy gazi bilan to'ldirilgan shisha hujayra o'ta yuqori chastotaga ta'sir qilganda yorug'likning yutilishini o'zgartiradi.
Kimga aniq vaqt kerak?
Bugungi kunda vaqtni o'ta aniqlik bilan o'lchash mumkin, lekin nima uchun bu muhim? Bu mobil telefonlar, Internet, GPS, aviatsiya dasturlari va raqamli televidenie kabi tizimlarda zarur. Bir qarashda bu aniq emas.
Vaqtning qanchalik aniq ishlatilishiga misol paketlarni sinxronlashtirishda. Minglab telefon qo'ng'iroqlari o'rtacha aloqa liniyasi orqali o'tadi. Bu faqat suhbat to'liq uzatilmaganligi sababli mumkin. Telekommunikatsiya kompaniyasi uni kichik paketlarga ajratadi va hattoki ba'zi ma'lumotlarni o'tkazib yuboradi. Keyin ular boshqa suhbatlar paketlari bilan birga chiziqdan o'tadi va boshqa uchida aralashmasdan tiklanadi. Telefon stantsiyasining soat tizimi ma'lumot yuborilgan aniq vaqtga ko'ra, qaysi paketlar berilgan suhbatga tegishli ekanligini aniqlay oladi.
GPS
Aniq vaqtning yana bir tatbiqi global joylashishni aniqlash tizimidir. U o'z koordinatalari va vaqtini uzatuvchi 24 ta sun'iy yo'ldoshdan iborat. Har qanday GPS qabul qiluvchisi ularga ulanishi va translyatsiya vaqtlarini solishtirishi mumkin. Farqi foydalanuvchiga o'z joylashuvini aniqlash imkonini beradi. Agar bu soatlar juda aniq bo'lmasa, GPS tizimi amaliy va ishonchsiz bo'lar edi.
Mukammallik chegarasi
Texnologiya va atom soatlarining rivojlanishi bilan Koinotning noaniqliklari sezilarli bo'ldi. Yer notekis harakatlanib, yillar va kunlar uzunligining tasodifiy o'zgarishiga olib keladi. Ilgari, vaqtni o'lchash asboblari juda noaniq bo'lganligi sababli, bu o'zgarishlar e'tibordan chetda qolar edi. Biroq, tadqiqotchilar va olimlarning hafsalasi pir bo'lganligi sababli, atom soatlarining vaqtini haqiqiy dunyo anomaliyalarini qoplash uchun sozlash kerak. Ular zamonaviy texnologiyalarni rivojlantirishga yordam beradigan ajoyib vositalardir, ammo ularning mukammalligi tabiatning o'zi tomonidan belgilangan chegaralar bilan cheklangan.
Atom soati 2016 yil 27 yanvar
O'rnatilgan atom vaqti standartiga ega dunyodagi birinchi cho'ntak soatining vatani Shveytsariya yoki hatto Yaponiya bo'lmaydi. Ularni yaratish g'oyasi Buyuk Britaniyaning markazida Londonning Hoptroff brendida paydo bo'lgan
Atom soatlari yoki ularni "kvant soatlari" deb ham atashadi, atomlar yoki molekulalar darajasida sodir bo'ladigan jarayonlar bilan bog'liq tabiiy tebranishlar yordamida vaqtni o'lchaydigan qurilma. Richard Xoptrof ultra-texnologik qurilmalarga qiziqqan zamonaviy janoblar uchun mexanik cho'ntak soatlarini yanada ekstravagant va noan'anaviy, shuningdek, zamonaviy shahar tendentsiyalariga mos keladigan narsaga almashtirish vaqti keldi, deb qaror qildi.
Shunday qilib, nafis ko'rinishdagi cho'ntak atom soati Hoptrof No. ommaga namoyish etildi. 10, bu ko'plab gadjetlar bilan zamonaviy avlodni nafaqat retro uslubi va hayoliy aniqligi, balki xizmat muddati bilan ham hayratda qoldirishi mumkin. Ishlab chiquvchilarning fikriga ko'ra, ushbu soat siz bilan birga bo'lsa, siz kamida 5 milliard yil davomida eng aniq odam bo'lib qolishingiz mumkin.
Ular haqida yana nimani qiziqarli bilib olishingiz mumkin...
2-rasm. 
Bunday soatlarga hech qachon qiziqmaganlar uchun ularning ishlash printsipini qisqacha tushuntirishga arziydi. "Atom qurilmasi" ichida klassik mexanik soatga o'xshash hech narsa yo'q. Hoptrof-da №. 10 kabi mexanik qismlar mavjud emas. Buning o'rniga atomik cho'ntak soatlari radioaktiv gaz bilan to'ldirilgan muhrlangan kamera bilan jihozlangan, uning harorati maxsus o'choq tomonidan boshqariladi. Vaqtni aniq hisoblash quyidagicha amalga oshiriladi: lazerlar soatning o'ziga xos "to'ldiruvchisi" bo'lgan kimyoviy element atomlarini qo'zg'atadi va rezonator har bir atom o'tishini qayd qiladi va o'lchaydi. Bugungi kunda bunday qurilmalarning asosiy elementi seziy hisoblanadi. Agar biz SI birliklar tizimini eslasak, unda soniyaning qiymati seziy-133 atomlarining bir energiya darajasidan ikkinchisiga o'tish davridagi elektromagnit nurlanish davrlari soniga bog'liq.
3-rasm. 
Agar smartfonlarda qurilmaning yuragi protsessor chipi deb hisoblansa, Hoptrofda №. 10 bu rol mos yozuvlar vaqti generator moduli tomonidan qabul qilinadi. U Symmetricom tomonidan etkazib beriladi va chipning o'zi dastlab harbiy sanoatda - uchuvchisiz uchish apparatlarida foydalanishga qaratilgan edi.
CSAC atom soati harorat bilan boshqariladigan termostat bilan jihozlangan bo'lib, unda seziy bug'i bo'lgan kamera mavjud. Seziy-133 atomlariga lazer ta'sirida ularning bir energiya holatidan ikkinchisiga o'tishi boshlanadi, bu mikroto'lqinli rezonator yordamida o'lchanadi. 1967 yildan beri Xalqaro birliklar tizimi (SI) bir soniyani seziy-133 atomining asosiy holatining ikkita o'ta nozik darajasi o'rtasida o'tish paytida hosil bo'lgan elektromagnit nurlanishning 9,192,631,770 davri sifatida aniqladi. Shunga asoslanib, seziy asosidagi texnik jihatdan aniqroq soatni tasavvur qilish qiyin. Vaqt o'tishi bilan, vaqtni o'lchash sohasidagi so'nggi yutuqlarni hisobga olgan holda, ultrabinafsha nurlanish chastotasida pulsatsiyalanuvchi alyuminiy ioniga asoslangan yangi optik soatlarning aniqligi (seziy soatlarining mikroto'lqinli chastotalaridan 100 000 marta yuqori) yuzlab marta yuqori bo'ladi. atom xronometrlarining aniqligidan ko'ra. Oddiy qilib aytganda, Hoptrofning yangi Pocket Model No.10 ishga tushirish xatosi yiliga 0,0015 soniyani tashkil etadi, bu COSC standartlaridan 2,4 million marta yaxshiroq.
4-rasm. 
Qurilmaning funksional tomoni ham fantaziya yoqasida. Uning yordami bilan siz quyidagilarni bilib olishingiz mumkin: vaqt, sana, haftaning kuni, yil, turli xil miqdordagi kenglik va uzunlik, bosim, namlik, yulduz soatlari va daqiqalari, suv oqimi prognozi va boshqa ko'plab ko'rsatkichlar. Soat oltin rangda bo‘lib, uning korpusini qimmatbaho metalldan yasashda 3D bosib chiqarishdan foydalanish rejalashtirilgan.
Richard Xoptrof chin dildan o'z fikrini ishlab chiqarish uchun ushbu o'ziga xos variantni eng afzal deb hisoblaydi. Strukturaning dizayn komponentini biroz o'zgartirish uchun ishlab chiqarish liniyasini umuman qayta qurish shart emas, balki buning uchun 3D bosib chiqarish moslamasining funktsional moslashuvchanligidan foydalanish kerak. Ammo shuni ta'kidlash joizki, ko'rsatilgan soatning prototipi klassik tarzda yaratilgan.
5-rasm. 
Hozirgi kunda vaqt juda qimmat va Hoptrof No. 10 - bu to'g'ridan-to'g'ri tasdig'idir. Dastlabki ma'lumotlarga ko'ra, atom qurilmalarining birinchi partiyasi 12 dona, narxiga kelsak, 1 nusxaning narxi 78 000 dollarni tashkil qiladi.
6-rasm. 
Brendning boshqaruvchi direktori Richard Xoptrofning so‘zlariga ko‘ra, ushbu g‘oyaning paydo bo‘lishida Hoptrofning Londondagi joylashuvi muhim rol o‘ynagan. “Kvars harakatlarimizda biz GPS signali bilan yuqori aniqlikdagi tebranish tizimidan foydalanamiz. Ammo London markazida bu signalni ushlash unchalik oson emas. Bir kuni, Grinvich rasadxonasiga sayohat paytida men u erda Hewlett Packard atom soatini ko'rdim va Internet orqali o'zim uchun shunga o'xshash narsani sotib olishga qaror qildim. Va men qila olmadim. Buning o‘rniga men Symmetricon’dan chip haqidagi ma’lumotga duch keldim va uch kun o‘ylab, cho‘ntak soati uchun juda mos kelishini angladim”.
Ko'rib chiqilayotgan chip SA.45s sezyum atom soati (CSAC), GPS qabul qiluvchilar, ryukzak radiolari va uchuvchisiz transport vositalari uchun miniatyura atom soatlarining birinchi avlodidan biridir. Oddiy o'lchamlariga (40 mm x 34,75 mm) qaramay, u hali ham qo'l soatiga sig'ishi dargumon. Shuning uchun Hoptrof ularni juda hurmatli o'lchamdagi (diametri 82 mm) cho'ntak modeli bilan jihozlashga qaror qildi.
Hoptroff № 10 (brendning o'ninchi harakati) dunyodagi eng aniq soat bo'lishdan tashqari, 3D bosib chiqarish texnologiyasidan foydalangan holda yaratilgan birinchi oltin korpus ekanligini ham da'vo qilmoqda. Hoptrof bu ish uchun qancha oltin talab qilinishini hozircha aniq ayta olmaydi (birinchi prototip ustida ishlash masala chop etilganda yakunlangan edi), lekin uning narxi “kamida bir necha ming funt” bo‘lishini taxmin qilmoqda. Mahsulotni ishlab chiqishda olib borilgan tadqiqotlar miqdorini hisobga olsak (3000 xil portlar uchun garmonik konstantalardan foydalangan holda suv toshqini va suv oqimini hisoblash funktsiyasini oling), biz uning yakuniy chakana narxi 50 000 funt sterling atrofida bo'lishini kutishimiz mumkin.
10-raqamli modelning oltin korpusi, chunki u 3D printerdan va tayyor shaklda chiqadi
Xaridorlar avtomatik ravishda eksklyuziv klubga a'zo bo'lishadi va atom soati chipini qurol sifatida ishlatmaslik to'g'risida yozma va'da imzolashlari talab qilinadi. “Bu yetkazib beruvchi bilan tuzilgan shartnomamizning shartlaridan biri”, deb tushuntiradi janob Xoptrof, “chunki atom chipi dastlab raketalarni boshqarish tizimlarida ishlatilgan”. Benuqson aniqlikdagi soatga ega bo'lish imkoniyati uchun ko'p pul to'lashning hojati yo'q.
Hoptrof-dan №10-ning baxtli egalari yuqori aniqlikdagi soatlardan ko'ra ko'proq narsaga ega bo'lishadi. Model, shuningdek, cho'ntak navigatsiya qurilmasi vazifasini ham bajaradi, bu oddiy sekstant yordamida dengizda ko'p yillar o'tgandan keyin ham bir dengiz mili aniqligi bilan uzunlikni aniqlash imkonini beradi. Model ikkita siferblat oladi, ammo ulardan birining dizayni haligacha sir saqlanmoqda. Ikkinchisi esa 28 ta murakkablikni aks ettiruvchi hisoblagichlar bo'ronidir: barcha mumkin bo'lgan xronometrik funktsiyalar va kalendar ko'rsatkichlaridan kompas, termometr, gigrometr (namlik darajasini o'lchash uchun qurilma), barometr, kenglik va uzunlik hisoblagichlari va yuqori/past suv oqimiga qadar. indikator. Va bu atom termostatining holatining hayotiy ko'rsatkichlarini eslatib o'tmaydi.
Hoptrof bir qator yangi mahsulotlarni, jumladan Jorj Danielsning afsonaviy “Space Traveller” murakkab soatining elektron versiyasini ishlab chiqarishni rejalashtirmoqda. Hozirda soatga Bluetooth texnologiyasini integratsiyalash ustida ish olib borilmoqda, bu esa foydalanuvchining shaxsiy ma'lumotlarini saqlash va oy fazasi ko'rsatkichi kabi asoratlarni avtomatik sozlash imkonini beradi.
, Galileo) atom soatlarisiz mumkin emas. Atom soatlari, shuningdek, sun'iy yo'ldosh va yer usti telekommunikatsiya tizimlarida, jumladan, mobil telefon tayanch stantsiyalarida, xalqaro va milliy standartlar byurolarida va vaqti-vaqti bilan radio orqali vaqt signallarini uzatuvchi vaqt xizmatlarida qo'llaniladi.
Soat qurilmasi
Soat bir necha qismlardan iborat:
- kvant diskriminatori,
- elektronika majmuasi.
Milliy chastotalar standartlari markazlari
Ko'pgina mamlakatlarda milliy vaqt va chastota standartlari markazlari yaratilgan:
- (VNIIFTRI), Mendeleevo qishlog'i, Moskva viloyati;
- (NIST), Boulder (AQSh, Kolorado);
- Ilg'or sanoat fanlari va texnologiyalari milliy instituti (AIST), Tokio (Yaponiya);
- Federal Fizika va Texnika Agentligi (Nemis)(PTB), Braunshveyg (Germaniya);
- Milliy metrologiya va sinov laboratoriyasi (frantsuz)(LNE), Parij (Frantsiya).
- Buyuk Britaniya Milliy Fizik Laboratoriyasi (NPL), London, Buyuk Britaniya.
Turli mamlakatlar olimlari atom soatlarini takomillashtirish va ular asosida davlatning asosiy vaqt va chastota standartlarini ishlab chiqish ustida ishlamoqda, bunday soatlarning aniqligi tobora ortib bormoqda. Rossiyada atom soatlarining ishlashini yaxshilashga qaratilgan keng qamrovli tadqiqotlar olib borilmoqda.
Atom soatlarining turlari
Har bir atom (molekula) atom soati uchun diskriminator sifatida mos kelmaydi. Har xil tashqi ta'sirlarga sezgir bo'lmagan atomlar tanlanadi: magnit, elektr va elektromagnit maydonlar. Elektromagnit nurlanish spektrining har bir diapazonida bunday atomlar mavjud. Bular: kaltsiy, rubidiy, seziy, stronsiy atomlari, vodorod, yod, metan, osmiy (VIII) oksid molekulalari va boshqalar. Sezyum atomining o'ta nozik o'tishi asosiy (birlamchi) chastota standarti sifatida tanlangan. Boshqa barcha (ikkilamchi) standartlarning ishlashi ushbu standart bilan taqqoslanadi. Bunday taqqoslashni amalga oshirish uchun hozirda optik taroqlar deb ataladigan narsalar qo'llaniladi. (inglizcha)- teng masofali chiziqlar ko'rinishidagi keng chastotali spektrli nurlanish, ularning orasidagi masofa atom chastotasi standartiga bog'langan. Optik taroqlar rejim qulflangan femtosekundli lazer va mikrostrukturali optik tola yordamida ishlab chiqariladi, bunda spektr bir oktavagacha kengaytiriladi.
2006 yilda Jim Bergquist boshchiligidagi Amerika Milliy standartlar va texnologiyalar instituti tadqiqotchilari bitta atomda ishlaydigan soatni ishlab chiqdilar. Simob ionining energiya darajalari orasidagi o'tishlar seziy-133 mikroto'lqinli nurlanishidan 5 baravar yuqori barqarorlik bilan ko'rinadigan diapazonda fotonlarni hosil qiladi. Yangi soat fundamental fizik konstantalardagi o'zgarishlarning vaqtga bog'liqligini o'rganishda ham qo'llanilishi mumkin. 2015 yil aprel holatiga ko'ra, eng aniq atom soatlari AQSh Milliy standartlar va texnologiyalar instituti tomonidan yaratilgan. Xato 15 milliard yil ichida faqat bir soniya edi. Soatlarning mumkin bo'lgan qo'llanilishidan biri relativistik geodeziya bo'lib, uning asosiy g'oyasi soatlar tarmog'idan gravitatsiyaviy sensorlar sifatida foydalanish bo'lib, bu Yer shaklining uch o'lchovli o'lchovlarini nihoyatda batafsil bajarishga yordam beradi.
Kundalik hayotda (qo'l soatlari, mobil qurilmalar) foydalanish uchun ixcham atom soatlarini faol ishlab chiqish davom etmoqda. 2011 yil boshida Amerika kompaniyasi Symmetricom kichik chip o'lchamidagi seziy atom soatining tijorat chiqarilishini e'lon qildi. Soat aholini izchil ushlash ta'siriga asoslangan holda ishlaydi. Ularning barqarorligi soatiga 5 10 -11, og'irligi 35 g, quvvat sarfi 115 mVt.
Eslatmalar
- Atom soati aniqligi bo'yicha yangi rekord o'rnatildi (aniqlanmagan) . Membrana (2010 yil 5 fevral). 2011-yil 4-martda olindi.
- Ko'rsatilgan chastotalar aniq kvarts rezonatorlari uchun odatiy bo'lib, piezoelektrik effektdan foydalanganda eng yuqori sifat omili va chastota barqarorligiga erishish mumkin. Umuman olganda, kvarts osilatorlari bir necha kHz dan bir necha yuz MGts gacha bo'lgan chastotalarda qo'llaniladi. ( Altshuller G. B., Elfimov N. N., Shakulin V. G. Kristal osilatorlar: ma'lumotnoma. - M.: Radio va aloqa, 1984. - S. 121, 122. - 232 b. - 27 000 nusxa.)
- N. G. Basov, V. S. Letoxov. Optik chastota standartlari. // UFN. - 1968. - T. 96, 12-son.
- Milliy metrologiya laboratoriyalari (ingliz tili). NIST, 2011 yil 3 fevral (2011 yil 14 iyunda olingan)
- Oskay W., Diddams S., Donley A., Frotier T., Heavner T. va boshqalar. Yuqori aniqlikdagi bitta atomli optik soat // Fizik. Rev. Lett. . - Amerika jismoniy jamiyati, 2006 yil 4 iyul. - jild. 97, yo'q. 2. -
