الساعات الذرية
التاريخ والتنمية
كانت الساعات الذرية معنا لأكثر من خمسين عاما الآن ومعظم الناس قد سمعوا منهم ومعرفة أنها دقيقة جدا، ولكن مدى دقة هم ولماذا نحتاج مثل هذه الساعات دقيقة؟
وتستخدم الساعات الذرية من قبل العديد منا حتى لو لم نكن على علم بذلك. الوقت الذي يقولون هو ترحيل في جميع أنحاء العالم، والتقطت من قبل خوادم الوقت باستخدام بروتوكول نتب لمزامنة الشبكات، فهي حيوية لكثير من التقنيات، مثل الملاحة عبر الأقمار الصناعية العالمية، وتوقيت إشارة التلفزيون.
قبل تطوير الساعة الذرية كانت أجهزة ضبط الوقت الأكثر دقة هي الساعات الإلكترونية التي من شأنها أن تفقد الثانية أو الثانية كل أسبوع. وقد حلت هذه إلى حد كبير محل الساعات الميكانيكية التي كانت أقل دقة لا يزال.
وقد كان للبشرية دائما سحر لتتبع الوقت ولكن معرفة الوقت الدقيق لم يكن مهما جدا. الفرق الثاني أو حتى الدقيقة لا يؤثر على حياتنا اليومية.
ومع ذلك، كما تقدمت التكنولوجيا الحاجة إلى زيادة ضبط الوقت أكثر دقة. الأقمار الصناعية التي يجب أن يتم التنقل والتواصل مع الأرض من مئات والآلاف وحتى ملايين الأميال بعيدا تتطلب التوقيت الدقيق. الضوء، وبالتالي موجات الراديو يمكن السفر شنومك كم كل ثانية حتى عدم دقة طفيفة في الوقت يمكن أن يكون اختلافات هائلة.
تم بناء أول ساعة ذرية دقيقة Y المختبر الفيزيائي الوطني البريطاني في شنومكس من قبل الدكتور لويس إسن الذي استقر ساعته حول التذبذب من ذرة السيزيوم -1955. وكانت الفكرة في الواقع تصور لأول مرة في وقت يعود إلى شنومكس عندما اقترح الرب كلفن أن حفظ الوقت على أساس كيفية تصرف الذرات سيكون وسيلة أفضل لحساب فترات زمنية من أي شيء آخر.
واستخدم الجيل الأول من الساعات الذرية (المعروف أيضا باسم مذبذب السيزيوم) تواتر هذه الذرة التي تتأرجح مرات شنومكس كل ثانية. كان نموذج إسن دقيقا إلى الثانية كل سنومكس سنوات ولكن التطورات من مذبذب السيزيوم يعني أنها يمكن أن تحقق الآن دقة ثانية واحدة كل شنومكس مليون سنة.
ومع ذلك، ومع ازدياد التقدم التكنولوجي، يسعى العلماء إلى جعل الساعات أفضل وأكثر دقة. الساعات القياسية روبيديوم لا تقدم دقة أفضل من نماذج السيزيوم ولكن هي أصغر وتكلفة أقل (عادة ما تكون مؤشرات التذبذب السيزيوم أن تكون موجودة في مختبرات الفيزياء على نطاق واسع).
وقد تم تطوير ساعات باستخدام ذرة واحدة فقط التي تقدم المزيد من الدقة. وقد حققت ساعة على أساس ذرة واحدة من الزئبق الدقة من ثانية واحدة في شنومكس مليون سنة، ومن المتوقع أن نوع جديد من ساعة السترونتيوم الذي يستخدم الضوء سوف تذهب حتى أفضل.
إن مستقبل الساعات الذرية يتزايد دائما مع تقليص حجمها وتكلفتها. وقد كشف المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا (نيست) عن ساعة ذرية ذات حجم رقاقة تفتخر بدقة ميلي ثانية.
الساعات الذرية هي الآن جزء لا يتجزأ من حياتنا دون إشارات الوقت التي تنقلها إلى العالم التي يتم التقاطها من قبل خوادم نتب الاتصالات الحديثة من التسوق عبر الإنترنت ونظام تحديد المواقع والتقدم التكنولوجي مثل الملاحة عبر الأقمار الصناعية أصبح من المستحيل.
