تاریخچه ساعت مچی از دیروز تا امروز
تاریخچه ساعت مچی و تولید کنندگان ساعت مچیتاریخچه ساعت مچی از دیروز تا امروز
تاریخچه ساعت مچی و تولید کنندگان ساعت مچیساخت ساعت های اتمی جدید فوق دقیق با اتم های سرد توسط فیزیکدانان موسسه ملی استاندارد و فناوری
ساعت توصیف شده در مقاله تحقیقاتی جدید NIST تقریبا به اندازه یک فنجان قهوه و در حدود 150 سانتی متر مکعب است. حتی بدون مقایسه با دیگر محصولات نیز این اندازه کوچک به نظر می رسد اما در هر حال این ساعت از ساعت های اتمی تراشه ای که متکی بر اتم های گرم می باشند، ده برابر بزرگ تر است. هر دوی این نوع ساعت ها به طور قابل توجه ای کوچک تر از ساعت های آزمایشگاهی پرتوی سزیم می باشند اما هیچ کدام از آن ها به دقت این نوع ساعت ها نیستند. گروه تحقیقاتی NIST امیدوار است تا بتواند اندازه ساعت های تراشه ای را با دقت ساعت های سزیومی در این پروژه جدید ترکیب کند.
ساعت های کوچک با اتم های گرم برای برنامه های کاربردی زمان گیری اساسی همچون GPS فعالیت می کنند اما همچنین دارای خطای چند ساعتی می باشند و درنهایت نیز نیاز به کالیبراسیون از سوی یک منبع خارجی دارند. این اتفاق بسیار رخ می دهد زیرا اتم های مورد استفاده برای حفظ زمان در ابر گازی با فشار بالا نگهداری می شوند. هنگامی که آن ها در فضا حرکت می کنند، دمایشان تغییر می کند و این موجب تغییر فرکانس رزونانس می شود. این فرکانس توسط الکترون هایی که سطح انرژی را تغییر می دهند و به عنوان یک سیگنال مایکروویو اندازه گیری می شوند، تولید می شود. یک ساعت با اتم سرد باید قادر به جلوگیری کامل از این مشکل باشد.
ساعت اتم سرد NIST متشکل از یک محفظه خلا شیشه ای حاوی حدود یک میلیون اتم روبیدیوم است. میدان مغناطیسی این اتم ها را محدود می کند بنابراین آن ها می توانند توسط یک جفت لیزر برای نزدیک بودن به دمای صفر مطلق خنک شوند. جفتی از لیزرهای زیر مادون قرمز جهت تحریک اتم های روبیدیوم از بالا و پایین به طور همزمان استفاده می شود که از هر گونه اثرات مزاحم جابجایى دوپلر پیشگیری می کند. هنگامی که یافت شود، موج مایکروویو خروجی از اتم ها منجر به یک تیک از ساعت می شوند.
نسخه دوم از ساعت سرد پیش از این به طور ناقص توسط بودجه موسسه دارپا تشکیل شده بود. محققان در حال کاهش اندازه محفظه خلا و افزودن محافظی مغناطیسی جهت جلوگیری از تداخل با منابع انرژی خارجی به این ساعت هستند.
این تیم معتقد است که با اصلاحات مناسب، این سیستم را می توان به اندازه ساعت های تراشه ای اتم گرم رسانید در حالی که 1000 برابر دقیق تر نیز باشد. این ساعت مورد نظر به هیچ وجه نیازی به کالیبراسیون ندارد.