Vēl nesen precīzākais pulkstenis tika uzskatīts par kvantu pulksteni, kas 3,7 miljardu gadu laikā bija kļūdains tikai par 1 sekundi. Tos pārspēja ASV, Kolorādo štatā, izstrādātais eksperimentālais atomu pulkstenis.
2014. gadā Kolorādo Boulder universitātes un Nacionālā standartu un tehnoloģiju institūta pētnieku grupa paziņoja par stroncija atomu pulksteņa izgudrošanu. Šis pulkstenis ir 1,5 reizes precīzāks nekā iepriekšējie.
Ja šāds pulkstenis varētu darboties bez apstājas piecus miljardus gadu, tad tas neskrietu uz priekšu un neatpaliktu nevienu sekundi.
Šajā pasaules precīzākajā pulkstenī vairāki tūkstoši stroncija atomu ir sakārtoti apmēram simts filtru ķēdēs, kas ir optisks režģis, ko veido spēcīgs lāzera stars.
Stroncija atomu vibrāciju biežums ir 430 miljardi reižu sekundē. Pateicoties šai frekvencei, stroncija pulksteņi ir daudz precīzāki nekā pasaules standartos atzītie cēzija pulksteņi.
Stroncija un cēzija pulksteņi
Saskaņā ar starptautiskajiem standartiem par precīzākajiem pulksteņiem tiek uzskatīti atomu pulksteņi, kuru pamatā ir cēzijs. Tādi, piemēram, ir NIST-F1 pulksteņi Kolorādo, ASV.
Optiskie stroncija pulksteņi darbojas augstākos frekvencēs nekā cēzija pulksteņi, kas izmanto mikroviļņus. Pateicoties tā augstajai precizitātei un stabilitātei, stroncija pulksteņi var labi aizstāt cēziju un visā pasaulē tos var atzīt par galveno pasaules laika mērīšanas standartu.
Kā tiek mērīta atomu pulksteņa efektivitāte
Atomu pulksteņa efektivitātes mērīšanai tiek izmantoti divi galvenie parametri: stabilitāte un precizitāte. Stabilitāte norāda, kā pulksteņa ātrums laika gaitā mainās un ir svarīgs kustības ilgtermiņa funkcionēšanai. Precizitāte parāda, cik tuvu pulkstenim ir rezonanses frekvence, kurā sasaistītie atomi vibrē starp enerģijas līmeņiem.
Stabilitātes un precizitātes ziņā eksperimentālais stroncija pulkstenis pārspēj visus rekordus.
Kāpēc jums vajadzīgs atomu pulkstenis
Laika mērīšanas tehnoloģija ir attīstījusies no mazāk līdz precīzākai. Sākumā bija pietiekami mērīt katru stundu, pēc tam kļuva iespējams mērīt minūtes un sekundes.
Neskatoties uz augsto precizitāti, atomu pulksteņi cilvēkiem nešķiet tik nepieciešami. Bet tas ir tikai no pirmā acu uzmetiena.
Šāda laika mērīšanas precizitāte ir nepieciešama dažām sistēmām, kur svarīga loma ir pat sekundes miljardajai daļai. Piemēram, atomu pulksteņi tiek izmantoti telekomunikāciju sistēmu, kā arī satelītu navigācijas sistēmu darbības sinhronizēšanai.
Uzņēmumi, kas piegādā elektrību, izmanto kodoltehnoloģiju, lai precīzi noteiktu, kur ir bojāti elektrības vadi. Kosmosa izpēte izmanto atomu pulksteņa tehnoloģiju, lai veiktu tālvadības objektu radio novērojumus.
Frekvence ir jēdziens, kas attiecas uz laiku. Tas ir laika lielums, tas ir pulksteņa darbības ritms. Šī vērtība tiek ņemta vērā radio un televīzijas raidījumos, lai izvairītos no staciju un kanālu pārklāšanās.
Kosmosa novērošana ar zondi Saules sistēmas iekšienē nav iespējama bez precīzu atomu pulksteņu līdzdalības Zemes stacijās.
Laiks spēlē nozīmīgu lomu dažāda veida cilvēku darbību sakārtošanā. Finanšu tirgiem ir vajadzīgi arvien precīzāki aprēķini, nosakot darījumu laiku.
