Атомные часы время: TimeZone.Ru: Точное время

Содержание

Атомные часы измерили, как общая теория относительности искажает время на миллиметр

1725

Добавить в закладки

Рекордный результат показывает невероятную точность, достижимую атомными часами, — пишет sciencenews.org.

Часы на разной высоте тикают с разной скоростью. Атомные часы теперь показали эту ключевую особенность общей теории относительности в масштабе миллиметра. Миллиметр может показаться не таким уж большим. Но даже такое маленькое расстояние может изменить течение времени.

Согласно общей теории относительности Эйнштейна, часы идут тем быстрее, чем дальше они находятся от Земли или другого массивного объекта. Теоретически это должно быть справедливо даже для очень небольшой разницы в высоте часов. Теперь невероятно чувствительные атомные часы заметили это ускорение на миллиметровом образце атомов, обнаружив эффект при меньшей разнице высот, чем когда-либо прежде. Как сообщают исследователи 24 сентября на arXiv.org, время движется немного быстрее в верхней части этой выборки, чем в нижней.

«Это фантастика, — говорит физик-теоретик Марианна Сафронова из Делавэрского университета в Ньюарке, которая не принимала участия в исследовании. — Я думал, что до этого момента потребуется гораздо больше времени». Чрезвычайная точность измерения атомных часов предполагает возможность использования чувствительных часов для проверки других фундаментальных концепций физики.

Врожденное свойство атомов позволяет ученым использовать их в качестве часов. Атомы существуют на разных уровнях энергии, и определенная частота света заставляет их прыгать с одного уровня на другой. Эта частота — частота колебаний световых волн — служит той же цели, что и секундная стрелка часов, которая регулярно тикает. Для атомов, находящихся дальше от земли, время бежит быстрее, поэтому для скачка энергии потребуется более высокая частота света. Ранее ученые измерили этот частотный сдвиг, известный как гравитационное красное смещение, на разнице высот в 33 сантиметра.

В новом исследовании физик Джун Йе из JILA в Боулдере, штат Колорадо, и его коллеги использовали часы, состоящие примерно из 100 000 ультрахолодных атомов стронция. Эти атомы были расположены в решетке – то есть атомы располагались на разной высоте, как если бы они стояли на ступенях лестницы. Картирование того, как частота изменилась на этих высотах, выявило сдвиг. После корректировки негравитационных эффектов, которые могут сдвигать частоту, частота часов изменилась примерно на одну сотую квадриллионной доли процента на миллиметр — как раз на величину, ожидаемую в соответствии с общей теорией относительности.

Более того, после сбора данных в течение примерно 90 часов и сравнения тиканья верхней и нижней части часов ученые определили, что их метод может измерять относительную скорость тикания с точностью до 0,76 миллионной триллионной доли процента. Это делает его рекордом для самого точного сравнения частот из когда-либо проводившихся.

В похожем исследовании, также представленном 24 сентября на arXiv. org, другая группа исследователей загрузила атомы стронция в определенные части решетки, чтобы создать шесть часов в одном. «То, что они сделали, тоже очень увлекательно», — говорит Сафронова.

Шимон Колковиц из Университета Висконсин-Мэдисон и его коллеги измерили относительную скорость тикания двух часов, разделенных примерно шестью миллиметрами, с точностью 8,9 миллионных триллионных долей процента, что само по себе было бы новым рекордом, если бы это не было использовано группой Йе. Обладая такой чувствительностью, ученые могли обнаружить разницу между двумя часами, идущими с такой незначительной разницей, что они разошлись бы всего на одну секунду примерно через 300 миллиардов лет. Часы Йе могут обнаружить еще меньшее расхождение между двумя половинами часов в одну секунду, накопленными примерно за 4 триллиона лет. Хотя команда Колковица еще не измерила гравитационное красное смещение, эту установку можно было бы использовать для этого в будущем.

«Точность измерений намекает на будущие возможности, — говорит физик-теоретик Виктор Фламбаум из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее. Например, «атомные часы теперь настолько точны, что их можно использовать для поиска темной материи», — говорит он. Эта незаметная, неопознанная субстанция незримо скрывается в космосе; определенные гипотетические типы темной материи могут изменять ход часов. Ученые также могли сравнивать атомные часы, сделанные из разных изотопов — атомов с различным количеством нейтронов в ядрах, — что может указывать на неоткрытые новые частицы. А атомные часы могут изучать, могут ли фундаментальные константы природы меняться.

Возможность точно сравнивать разные часы также важна для основной цели хронометража: обновления определения секунды. Продолжительность секунды в настоящее время определяется с использованием атомных часов более раннего поколения, которые не так точны, как более новые, подобные тем, которые используются в двух новых исследованиях.

«У часов очень светлое будущее», — говорит Сафронова.

[Фото: www.sciencenews.org]

Корреспондент Анна Юдина

атомные часы
теория относительности
поиски темной материи

Источник:
www. sciencenews.org

Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано
Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.

НАУКА ДЕТЯМ

Мотивация влияет на сенсорное восприятие, предшествующее принятию решений

19:19 / Нейронауки

Новое соединение поможет в восстановлении даже спустя сутки после инсульта

18:30 / Биология, Медицина, Химия

В НИЯУ МИФИ разработали уникальную систему кодирования информации

17:30 / Информационные технологии

Ученые показали, что в окружающую среду могут попадать токсичные и трудно обнаруживаемые вещества

16:30 / Химия

Ученые зафиксировали космическую вспышку необычной энергии

15:30 / Астрономия

Разработка Пермского Политеха поможет перенести производство лекарств с Земли в малый космос

14:30 / Физика

Названы победители литературной премии в области медицины «Здравомыслие-2022»

14:00 / Медицина, Наука и общество, Филология

Ученые выяснили, что мотивирует людей сдавать кровь

13:50 / Здравоохранение, Медицина, Наглядный пример

НМИЦ им. Г.И. Турнера совместно с уральским заводом разработает серию спинальных систем для детей 5-10 лет

13:30 / Медицина

Позднее отцовство изменяет эпигеном сперматозоидов и может влиять на здоровье потомков

12:30 / Биология, Здравоохранение

Памяти великого ученого. Наука в глобальном мире. «Очевиднное — невероятное» эфир 10.05.2008

04.03.2019

Памяти великого ученого. Нанотехнологии. «Очевидное — невероятное» эфир 3.08.2002

04.03.2019

Вспоминая Сергея Петровича Капицу

14.02.2017

Смотреть все

‎App Store: Атомные Часы Про

Описание

Приложение показывает точное время путем считывания информации из официального временного сервера атомных часов. Оно автоматически определяет вашу текущую временную зону. В дополнение к этому, вы можете настроить собственные картинки в качестве фонового рисунка.

Общие сведения:
— Точное время атомных часов
— Автоматически распознает временную зону
— Устанавливает ваши картинки в качестве фонового рисунка
— Цифровые и аналоговые часы
— Показывает время (часы, минуты, секунды), дату и день недели
— Смена цветов
— Работает в портретном и пейзажном режимах

Правовое предупреждение:
Пожалуйста, примите к сведению, что несмотря на все возможные меры, принятые для того, чтобы приложение было как можно более точным, мы не можем гарантировать 100%-ную точность.

Версия 1.4

Исправления и улучшения мелких ошибок

Оценки и отзывы

Оценок: 373

iPhone 11 Pro Max

Отличное приложение!

Полное фиаско

Такое замечательное приложение на андроиде. И такое полное г на иос. Столько рекламы впихали и отключить 0,5к стоит, жадные

Неудачное обновление

После обновления приложения, через 20 секунд гаснет экран на iPhone SE. Раньше такого не было , исправьте этот баг.

Спасибо за оценку. В меню настроек (вверху справа) есть настройка для отключения автоматической блокировки экрана.

Разработчик Brachmann Online Marketing GmbH & Co. KG указал, что в соответствии с политикой конфиденциальности приложения данные могут обрабатываться так, как описано ниже. Подробные сведения доступны в политике конфиденциальности разработчика.

Данные, используе­мые для отслежи­вания информации

Следующие данные могут использоваться для отслеживания информации о пользователе в приложениях и на сайтах, принадлежащих другим компаниям:

  • Геопозиция

  • Идентифика­торы

  • Данные об использова­нии

  • Диагностика

Связанные
с пользова­телем данные

Может вестись сбор следующих данных, которые связаны с личностью пользователя:

  • Геопозиция

  • Идентифика­торы

  • Данные об использова­нии

  • Диагностика

Не связанные
с пользова­телем данные

Может вестись сбор следующих данных, которые не связаны с личностью пользователя:

Конфиденциальные данные могут использоваться по-разному в зависимости от вашего возраста, задействованных функций или других факторов. Подробнее

Информация

Провайдер
Brachmann Online Marketing GmbH & Co. KG

Размер
12,8 МБ

Категория

Утилиты

Возраст
4+

Copyright
© 2020 Brachmann Online Marketing GmbH & Co. KG

Цена
Бесплатно

  • Сайт разработчика

  • Поддержка приложения

  • Политика конфиденциальности

Другие приложения этого разработчика

Вам может понравиться

точное время – залог прогресса

Атомные часы January 27th, 2016

Родиной первых в мире карманных часов со встроенным атомным стандартом времени станет не Швейцария и даже не Япония. Идея их создания зародилась в самом сердце Великобритании у лондонской марки Hoptroff

Атомные или как их ещё называют «квантовые часы» — это устройство, которое измеряет время, используя для этого собственные колебания, связанные с процессами, происходящими на уровне атомов или молекул. Ричард Хоптроф (Richard Hoptroff) решил, что современным джентльменам, которые проявляют интерес к сверхтехнологичным устройствам, пора бы сменить свои карманные механические часы на нечто более экстравагантное и неординарное, а также отвечающее современным урбанистическим тенденциям.

Так, публике были продемонстрированы элегантные по своему внешнему виду карманные атомные часы Hoptroff No. 10, которые могут удивить современное искушённое обилием гаджетов поколение не только своим ретро-стилем и фантастической точностью хода, но и сроком эксплуатации. По заявлению разработчиков, имея при себе эти часы, вы сможете оставаться самым пунктуальным человеком на протяжении не менее 5 млрд лет.

Что еще можно узнать о них интересного …

Фото 2.

Для всех тех, кто никогда не интересовался подобными часами, стоит вкратце рассказать принцип их действия. Внутри «атомного устройства» нет ничего, что напоминало бы классические механические часы. В Hoptroff No. 10 отсутствуют механические детали как таковые. Вместо этого карманные атомные часы оснащаются герметичной камерой, заполненной радиоактивным газообразным веществом, температура которого находится под контролем специальной печи. Точный отсчёт времени происходит следующим образом: лазеры возбуждают атомы химического элемента, являющегося своего рода «наполнителем» часов, а резонатор фиксирует и измеряет каждый атомный переход. Сегодня базовым элементом подобных устройств является цезий. Если вспомнить систему единиц СИ, то в ней значение секунды связно с количеством периодов электромагнитного излучения при переходе атомов цезия-133 с одного на другой энергетический уровень.

Фото 3.

Если в смартфонах сердцем устройства считается процессорный чип, то в Hoptroff No. 10 данную роль берёт на себя модуль-генератор эталонного времени. Его поставкой занимается фирма Symmetricom, а сам чип изначально был ориентирован на использование в военной отрасли — в беспилотных летательных аппаратах.

Атомные часы CSAC снабжены термостатом с регулированием температуры, внутри которого содержится камера с парами цезия. Под воздействием лазера на атомы цезия-133 начинается их переход из одного энергетического состояния в другое, для измерения которого используется СВЧ-резонатор. С 1967 года Международная система единиц (СИ) определяет одну секунду как 9 192 631 770 периодов электромагнитного излучения, возникающего при переходе между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Исходя из этого, сложно себе представить более точные с технической точки зрения часы на цезиевой основе. Со временем, учитывая последние достижения в области измерения времени, точность новых оптических часов на базе иона алюминия, пульсирующего с частотой ультрафиолетового излучения (в 100 000 раз превышающей микроволновые частоты цезиевых часов), в сотни раз превысит точность атомных хронометров. Выражаясь доступным языком, погрешность хода новой карманной модели No.10 от Hoptroff составляет 0,0015 секунды в год, что в 2,4 миллиона раз превышает стандарты COSC.

Фото 4.

Функциональная сторона устройства также на грани фантастики. С его помощью можно узнать: время, дату, день недели, год, широту и долготу в разных величинах, давление, влажность, звездные часы и минуты, прогноз приливов и многие другие показатели. Часы поставляются в золотом исполнении, а для создания их корпуса из драгоценного металла планируется использовать трехмерную печать.

Ричард Хоптроф искреннее полагает, что именно данный вариант производства своего детища является наиболее предпочтительным. Чтобы немного изменить дизайнерскую составляющую конструкции, вовсе не нужно будет перестраивать производственную линию, а использовать для этого функциональную гибкость печатающего 3D-устройства. Правда, стоит отметить, что показанный прототип часов был изготовлен классическим способом.

Фото 5.

Время нынче стоит очень дорого, а карманные часы Hoptroff No. 10 — тому прямое подтверждение. По предварительной информации, первая партия атомных устройств составит 12 единиц, а что касается стоимости, то цена за 1 экземпляр будет составлять $78 000.

Фото 6.

По словам Ричарда Хоптроффа, управляющего директора марки, лондонская прописка Hoptroff сыграла ключевую роль в возникновении этой идеи. “В своих кварцевых механизмах мы используем высокоточную колебательную систему с сигналом GPS. Но в центре Лондона не так-то просто поймать этот самый сигнал. Однажды во время поездки в Гринвичскую обсерваторию я увидел там атомные часы Hewlett Packard и решил приобрести себе нечто подобное через Интернет. И не смог. Вместо этого мне на глаза попалась информация о чипе компании Symmetricon, и после трех дней раздумий я понял, что он прекрасно подойдет для карманных часов”.

Чип, о котором идет речь, представляет собой цезиевые атомные часы SA.45s (CSAC), принадлежащие к первому поколению миниатюрных атомных часов для GPS-приемников, ранцевых радиостанций и беспилотных аппаратов. Несмотря на свои скромные габариты (40 мм х 34,75 мм), в наручные часы он все же вряд ли поместится. Поэтому Хоптрофф решил оснастить ими карманную модель довольно солидных размеров (82 мм в диаметре).

Помимо звания самых точных часов в мире, Hoptroff No 10 (десятый по счету механизм марки) претендует также на первый золотой корпус, изготовленный с использованием технологии 3D-печати. Хоптрофф пока не может с точностью сказать, сколько золота потребуется для изготовления корпуса (работа над первым прототипом завершилась, когда номер уже ушел в печать), но предполагает, что его стоимость составит “минимум несколько тысяч фунтов”. А учитывая весь тот объем научных исследований, потребовавшихся для разработки продукта (взять хотя бы функцию расчета приливов и отливов по гармоническим постоянным для 3 тыс. различных портов), можно ожидать, что его конечная розничная цена составит около 50 тыс. фунтов стерлингов.

Золотой корпус модели No 10 на выходе из 3D-принтера и в готовом виде

Покупатели автоматически становятся членами эксклюзивного клуба и должны будут подписать письменное обязательство не использовать чип атомных часов как оружие. “Это одно из условий нашего договора с поставщиком, — объясняет г-н Хоптрофф, — поскольку изначально атомный чип применялся в системах наведения ракет”. Не так уж много за возможность получить часы с безупречной точностью.

Счастливые обладатели No.10 от Hoptroff получат в свое распоряжение гораздо больше, чем просто высокоточные часы. Модель также выполняет функцию карманного навигационного устройства, позволяющего определить долготу с точностью до одной морской мили даже после многолетнего пребывания в море при помощи простого секстанта. Модель получит два циферблата, однако дизайн одного из них пока держится в секрете. Другой же представляет собой круговерть счетчиков, отображающих целых 28 усложнений: от всех возможных хронометрических функций и указателей календаря до компаса, термометра, гигрометра (прибора для измерения уровня влажности), барометра, счетчиков широты и долготы и индикатора времени прилива/отлива. И это не говоря уже о жизненно важных индикаторах состояния атомного термостата.

У Hoptroff в планах производство ряда новых продуктов, в числе которых электронная версия легендарных усложненных часов Space Traveller Джорджа Дэниэлса. Сейчас над ними ведется работа, цель которой — интегрировать в часы технологию Bluetooth для сохранения личной информации владельца и обеспечения автоматической настройки таких усложнений, как индикатор фаз Луны.

Первые экземпляры No.10 появятся уже в следующем году, а пока компания занимается поиском подходящих партнеров среди ретейлеров. “Мы, конечно, могли бы попытаться продавать их через Интернет, но это модель премиум-класса, поэтому, чтобы по достоинству оценить эти часы, их все же нужно подержать в руках. А значит, нам все-таки придется воспользоваться услугами ретейлеров, и мы готовы начать переговоры”, — говорит в заключение г-н Хоптрофф.

И даже
Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф
 Ссылка на статью, с которой сделана эта копия —

Исидор Раби, профессор физики из Колумбийского университета, предложил невиданный доселе проект: часы, работающие по принципу атомного пучка магнитного резонанса. Это произошло в 1945 году, а уже в 1949 Национальное бюро стандартов выпустило первый работающий прототип. В нем считывались колебания молекулы аммиака. Цезий пошел в дело гораздо позже: модель NBS-1 появилась только в 1952 году.

Национальная физическая лаборатория в Англии создала первые часы на основе пучка цезия в 1955 году. Десять с лишним лет спустя, во время Генеральной конференции по мерам и весам были представлены более совершенные часы, также работающие на основе вибраций в атоме цезия. Модель NBS-4 использовалась до 1990 года.

Типы часов

На данный момент существует три типа атомных часов, которые работают примерно по одному и тому же принципу. Цезиевые часы, самые точные, разделяют атом цезия магнитным полем. Самые простые атомные часы, рубидиевые, используют рубидиевый газ, заключенный в стеклянную колбу. И, наконец, водородные атомные часы берут за точку отсчета атомы водорода, закрытые в оболочке из специального материала — он не дает атомам быстро терять энергию.

Который час

В 1999 году Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) предложил еще более совершенную версию атомных часов. Модель NIST-F1 допускает погрешность всего на одну секунду в двадцать миллионов лет.

Самые точные

Но физики из NIST не остановились на достигнутом. Ученые решили разработать новый хронометр, на этот раз на основе атомов стронция. Новые часы работают на 60% предыдущей модели, а это значит, что они теряют одну секунду не за двадцать миллионов лет, а за целых пять миллиардов.

Измерение времени

Международное соглашение определило единственно точную частоту для резонанса частицы цезия. Это 9 192 631 770 герц — при делении выходящего сигнала на это число получается ровно один цикл в секунду.

В 21 веке спутниковая навигация развивается стремительными темпами. Можно определить положение любых объектов, которые хоть как-то связаны со спутниками, будь то мобильный телефон, автомобиль или космический корабль. Но ничего этого нельзя было бы достичь без атомных часов.
Также эти часы используются в различных телекоммуникациях, например, в мобильной связи. Это самые точные часы, которые когда-либо были, есть и будут.
 Без них интернет был бы не синхронизирован, мы не знали бы расстояние до других планет и звезд и т.д.
В часах за секунду принимается 9 192 631 770 периодов электромагнитного излучения, которое возникло при переходе между двумя энергетическими уровнями атома цезия-133. Такие часы называются цезиевыми. Но это только один из трех видов атомных часов. Еще есть водородные и рубидиевые часы. Однако, цезиевые часы используются чаще всего, поэтому не будем останавливаться на других видах.

Принцип работы цезиевых атомных часов

Лазер нагревает атомы изотопа цезия и в это время, встроенный резонатор регистрирует все переходы атомов. И, как было сказано ранее, после достижения 9 192 631 770 переходов, отсчитывается одна секунда.

Лазер, встроенный в корпус часов, нагревает атомы изотопа цезия. В это время резонатор регистрирует количество переходов атомов на новый энергетический уровень. Когда достигается определенная частота, а именно 9 192 631 770 переходов (Гц), то отсчитывается секунда, основываясь на международной системе СИ.

Использование в спутниковой навигации

Процесс определения точного местоположения того или иного объекта с помощью спутника весьма непрост. В этом участвует несколько спутников, а именно более 4 на один приемник (например, GPS навигатор в автомобиле).

В каждом спутнике установлены высокоточные атомные часы, радиопередатчик спутника и цифровой генератор кода. Радиопередатчик посылает на Землю цифровой код и информацию о спутнике, а именно параметры орбиты, модель и т.д.

Часы определяют, за какое время этот код дошел до приемника. Таким образом, зная скорость распространения радиоволн, вычисляется расстояние до приемника на Земле. Но одного спутника для этого мало. Современные GPS приемники могут принимать сигналы от 12 спутников одновременно, что позволяет определить местоположение объекта с точностью до 4-х метров. Кстати, стоит отметить, что GPS навигаторы не требуют абонентской платы.

Научный мир облетела сенсация – из нашей Вселенной… испаряется время! Пока это только гипотеза испанских астрофизиков. Но то, что течение времени на Земле и в космосе отличается, учеными уже доказано. Время под воздействием гравитации течет медленнее, ускоряясь при удалении от планеты. Задачу синхронизировать земное и космическое время выполняют водородные стандарты частоты, которые еще называют «атомными часами».

Первое атомное время появилось вместе с возникновением космонавтики, атомные часы появились в середине 20-х годов. Сейчас атомные часы стали обыденной вещью, ими ежедневно пользуется каждый из нас: с их помощью работает цифровая связь, ГЛОНАС, навигация, транспорт.

Владельцы мобильных телефонов едва ли задумываются о том, какая сложная работа в космосе проводится для жёсткой синхронизации по времени, а ведь речь идёт всего лишь о миллионных долях секунды.

Эталон точного времени хранится в Подмосковье, в Научном институте физико-технических и радио-технических измерений. Всего таких часов в мире – 450.

Монополистами на атомные часы являются Россия и США, но в США часы работают на основе цезия – радиоактивного металла, очень вредного для экологии, а в России – на основе водорода – более безопасного долговечного материала.

У этих часов нет циферблата и стрелок: они похожи на большую бочку из редких и ценных металлов, наполненную самыми передовыми технологиями – высокоточными измерительными приборами и аппаратурой с атомными стандартами. Процесс их создания очень долгий, сложный и проходит в условиях абсолютной стерильности.

Уже 4 года часы, установленные на российском спутнике, изучают тёмную энергию. По человеческим стандартам они теряют точность на 1 секунду за много миллионов лет.

Очень скоро атомные часы установят на Спектр-М – космическую обсерваторию, которая увидит как формируются звёзды и экзопланеты, заглянет за краешек чёрной дыры в центре нашей Галактики. По мнению учёных, из-за чудовищной гравитации время течёт здесь настолько медленно, что почти останавливается.

tvroscosmos

    Во-первых, часы использует человечество в качестве средств программно-временного управления.

    Во-вторых, в наши дни измерение времени является и самым точным видом измерений из всех проводимых: точность измерения времени определяется сейчас невероятно погрешностью порядка 1·10-11 %, или 1 с за 300 тыс. лет.

    А добились такой точности современные люди, когда стали использовать атомы
    , которые в результате своих колебаний являются регулятором хода атомных часов. Атомы цезия находятся в двух, необходимых нам, энергетических состояниях (+) и (-). Электромагнитное излучение с частотой 9 192 631 770 герц образуется, когда атомы переходят из состояния (+) в (-), создавая точный постоянный периодический процесс — регулятор кода атомных часов.

    Для того, чтобы атомные часы работали точно цезий необходимо испарить в печи, в результате этого процесса выбрасываются его атомы. Позади печи находится сортирующий магнит, который обладает пропускной способностью атомов в состоянии (+), а в нем за счет облучения в микроволновом поле атомы переходят в состояние (-). Второй магнит направляет атомы, изменившие состояние (+) на (-) в приемное устройство. Много атомов, изменивших свое состояние, получается лишь в том случае, если частота микроволнового излучателя в точности совпадет с частотой колебаний цезия 9 192 631 770 герц. Иначе, количество атомов (-) в приемном устройстве уменьшается.

    Приборы постоянно отслеживают и регулируют постоянство частоты 9 192 631 770 герц. А значит, осуществилась мечта часовых конструкторов, найден абсолютно постоянный периодический процесс: частота 9 192 631 770 герц, регулирующая ход атомных часов.

    Сегодня, в результате международного соглашения, секунда определяется как период излучения умноженный на 9 192 631 770, соответствующий переходу между двумя гипертонкими структурными уровнями основного состояния атома цезия (изотопа цезия-133).

    Для измерения точного времени можно использовать также колебания других атомов и молекул, таких как, атомы кальция, рубидия, цезия, стронция, молекул водорода, йода, метана и т. д. Однако, стандартом частоты признано излучение атома цезия. Для того чтобы осуществить сравнение колебаний разных атомов со стандартом (цезия) создан титан-сапфировый лазер, генерирующий широкий диапазон частот в диапазоне от 400 до 1000 нм.

    Первым создателем кварцевых и атомных часов был английский физик-экспериментатор Эссен Льюис (1908-1997)
    . В 1955 г. он создал первый атомный стандарт частоты (времени) на пучке атомов цезия. Как результат этой работы через 3 года (1958) возникла служба времени, основанная на атомном стандарте частоты.

    В СССР свои идеи по созданию атомных часов выдвигал академик Николай Геннадьевич Басов.

    Итак, атомные часы,
    один из точных типов часов — устройство для измерения времени, где в качестве маятника используются собственные колебания атомов или молекул. Стабильность атомных часов является наилучшей среди всех существующих типов часов, что является залогом высочайшей точности. Генератор атомных часов выдает в секунду более чем 32 768 импульса в отличие от обычных часов. Колебания атомов не зависят от температуры воздуха, вибраций, влажности и многих других внешних факторов.

    В современном мире, когда без навигации просто не обойтись, атомные часы стали незаменимыми помощниками. Они способны определить местоположение космического корабля, спутника, баллистической ракеты, самолета, подводной лодки, автомобиля автоматически по спутниковой связи.

    Таким образом, последние 50 лет атомные часы, а точнее цезиевые, считаются самыми точными. Они уже давно используются службами точного времени, а также временные сигналы транслируются некоторыми радиостанциями.

    Устройство атомных часов включает в себя 3 части:

    квантовый дискриминатор,

    кварцевый осциллятор,

    комплекс электроники.

    Кварцевый осциллятор генерирует частоту (5 или 10 МГц). Осциллятор представляет собой RC-радиогенератор, у которого в качестве резонансного элемента используются пьезоэлектрические моды кварцевого кристалла, где и происходит сравнение атомов, изменивших состояние (+) на (-) Для повышения стабильности его частота постоянно сравнивается с колебаниями квантового дискриминатора (атомов или молекул). При появлении разницы в колебаниях, электроника подстраивает частоту кварцевого осциллятора до нулевого уровня, тем самым повышая стабильность и точность часов до нужного уровня.

    В современном мире атомные часы могут быть изготовлены в любой стране мира для использования их в повседневной жизни. Они весьма невелики по своим размерам и красивы. Размер последней новинки атомных часов не более спичечного коробка и их низкое энергопотребление — менее 1 Ватт. И это не предел, возможно, в будущем технический прогресс достигнет мобильных телефонов. А пока компактные атомные часы устанавливают лишь настратегические ракеты для повышения точности навигации во много раз.

    Сегодня мужские и женские атомные часы на любой вкус и кошелек можно купить в Интернет магазинах.

    В 2011 году самые маленькие в мире атомные часы создали специалисты компании Symmetricom и Национальной лаборатории Сандия. Эти часы, в 100 раз более компактные, чем предыдущие коммерчески доступные версии. По величине атомный хронометр — не больше спичечного коробка. Для работы ему достаточно мощности 100 мВт — это в 100 раз меньше по сравнению с предшественниками.

    Уменьшить размер часов удалось, установив вместо пружин и шестеренок механизм, действующий по принципу определения частоты электромагнитных волн, излучаемых атомами цезия под действием лазерного луча ничтожной мощности.

    Такие часы применяются в навигации, а также в работе шахтеров, водолазов, там, где необходимо точно синхронизировать время с коллегами на поверхности, а также службами точного времени, ведь ошибка атомных часов составляет менее 0,000001 доли секунды в сутки. Стоимость рекордно малых атомных часов Symmetricom составила около 1500 долларов.

Суперчасы, определяющие время

Загрузка

Deep Civilization | Время

Суперчасы, определяющие время

(Изображение предоставлено Getty Images)

Ричард Фишер

28 июля 2022

Как мы узнаем время. .. точно? «Этот вопрос сложнее, чем кажется на первый взгляд», — говорит Ричард Фишер.

I

Я смотрю на предупреждающий знак внутри лаборатории в Лондоне. «Не прикасайтесь к мазеру», — говорится в нем. Он прикреплен к высокому черному ящику на колесах, закрепленному в стальном защитном кожухе.

Оказывается, это довольно важная коробка, и табличка здесь не просто так. Это не опасно, но если бы я вмешался в устройство, оно могло бы просто нарушить само время.

Это одно из немногих подобных устройств, хранящихся в Национальной физической лаборатории на юго-западе Лондона, помогающее гарантировать, что мир имеет точное общее ощущение секунд, минут и часов. Их называют водородными мазерами, и они являются чрезвычайно важными атомными часами. Наряду с примерно 400 другими, разбросанными по всему миру, они помогают миру определить, который час прямо сейчас, с точностью до наносекунды. Без этих часов — и окружающих их людей, технологий и процедур — современный мир медленно погрузился бы в хаос. Для многих отраслей и технологий, на которые мы полагаемся, от спутниковой навигации до мобильных телефонов, время является «скрытой полезностью».

Итак, как мы пришли к этой общей системе отсчета времени, как она остается точной и как она может развиваться в будущем? Ответы включают взгляд за пределы циферблата, чтобы узнать, что такое время на самом деле. Копните немного глубже, и вскоре вы обнаружите, что время — это скорее человеческая конструкция, чем кажется на первый взгляд.

Вам также может понравиться:

  • Как жить без времени
  • Что мы ошибаемся во времени
  • Преимущества использования «глубокого времени»

Не всегда у всех в мире было одинаковое время. На протяжении веков это было невозможно, и время можно было определить только локально по ближайшим часам. В одном месте был полдень, а дальше по дороге было 12:15. Еще в 1800-х годах в США использовались сотни различных стандартов времени, определяемых городами и местными железнодорожными управляющими.

Частично причина заключалась в том, что не было реального способа синхронизировать все часы в стране, не говоря уже о всей Земле. На протяжении большей части истории человечества это не имело значения: люди работали, когда им было нужно, не ездили далеко, и если они хотели узнать время, они могли узнать, проверяя ближайшие солнечные часы, городские часы или слушая церковные часы. колокола или призыв к молитве.

Падающий красный шар в Гринвиче использовался для распространения информации о времени по всему Лондону в 13:00 каждый день, в то время как часы Shepherd Gate Clock показывали GMT напрямую публике. (Фото: Alamy)

стало ясно, что так продолжаться не может. В некоторых случаях это было смертельно. Например, в Новой Англии в середине 1800-х годов два поезда столкнулись лоб в лоб, в результате чего погибло 14 человек, потому что один из кондукторов пользовался «плохими заимствованными часами», которые не соответствовали часам его коллеги.

Чтобы работать эффективно, развивающимся экономикам требовалось лучшее общее представление о точном времени: чтобы фабрики могли нанимать рабочую силу в одно и то же время, поезда могли отправляться и прибывать в нужное время, а банкиры могли отмечать время финансовых транзакций.

Как однажды заметил историк Льюис Мамфорд, именно часы, а не паровой двигатель, были самой важной машиной промышленной революции. Паровые двигатели могли питать фабрики и транспорт, но они не могли синхронизировать людей и их деятельность.

Какое-то время главным арбитром этого нового общего времени был Гринвич в Лондоне. Усовершенствованные механические часы, хранившиеся там, показывали «истинное» время: среднее время по Гринвичу (GMT). В 1833 году хронометристы добавили шар к мачте Королевской Гринвичской обсерватории в Лондоне. Он опускался каждый день в 13:00, чтобы торговцы, фабрики и банки могли скорректировать свои дрейфующие часы.

Несколько лет спустя GMT распространили по телеграмме по всей стране как «железнодорожное время», что обеспечило согласованность всей железнодорожной сети Великобритании. В 1880-х годах сигнал времени по Гринвичу был отправлен через Атлантику по подводному кабелю в Гарвард в Кембридже, штат Массачусетс. А на Международной конференции по меридианам в Вашингтоне, округ Колумбия, более 25 стран решили, что GMT должно стать международным стандартом времени.

PIP, PIP

В начале 20-го века BBC начала играть роль в распространении точного общего времени. Когда корпорация начала транслировать радио по всему миру, она включала в себя серию «пипсов» по ​​часам, которые в свое время генерировались в Гринвиче. Сегодня их создает BBC, а всего их шесть, причем час отмечается началом последней, более длинной точки. В некоторых других странах они тоже есть: например, в Финляндии они известны как «конек». К сожалению, цифровое радио снижает точность настройки часов, поскольку преобразование сигнала добавляет небольшую задержку.

Однако по прошествии десятилетий стало ясно, что требуется лучший способ синхронизации времени. Хронометристы Гринвича, возможно, заявляли, что используют одни из самых точных часов в мире, но они основывали свои расчеты на ненадежном источнике: времени, которое потребовалось Земле, чтобы совершить один оборот.

Чтобы показывать точное время, все часы требуют периодического, повторяющегося процесса — будь то качание маятника или электронные колебания кристалла кварца. Часы в Гринвиче были откалиброваны с использованием времени, которое потребовалось Солнцу, чтобы достичь того же положения на небе через день. Таким образом, их маятником была сама Земля, вращающаяся с, казалось бы, предсказуемой скоростью. (Это также относилось к универсальному времени, которое заменило GMT в 1928.) 

Однако в 20 веке ученые поняли, что вращение нашей планеты с годами ускоряется и замедляется из-за гравитационного воздействия Луны, Солнца и других планет, геологических сдвигов в ядре и мантии и даже океанических и климатические изменения. В 1900 году он вращался в среднем почти на 4 миллисекунды медленнее, чем на рубеже 21-го века. Таким образом, хотя лучшие в мире хронометристы могли претендовать на большую точность, чем обычные наручные или напольные часы, сами они ошибались в отношении «истинного» времени.

Атомное время

Примерно в то же время квантовые физики предположили, что атомы могут содержать гораздо лучший способ измерения времени, чем вращение Земли. Примените определенную частоту электромагнитного излучения к атому, и его энергетические уровни изменятся. Вы можете использовать электронный счетчик, чтобы отслеживать эти переходы. Подобно качающемуся маятнику, это обеспечивает стабильный периодический процесс, по которому можно рассчитать шкалу времени. Это окажется основой для «атомных часов».

Атомные часы показывают время гораздо точнее, чем любые часы, основанные на вращении Земли, настолько точные, что если бы мы полностью основывали наш мир на них, в конечном итоге время отличалось бы от дня и ночи, так что Солнце вставало бы в 18 часов: 00 вечера. Вот почему мировые хронометристы время от времени добавляют дополнительные секунды.

Первые атомные часы «мазер», середина 1950-х годов. (Фото: Getty Images) Их насчитывается еще несколько сотен по всему миру, эксплуатируемых национальными метрологическими институтами, и они являются для всех нас новыми арбитрами времени. Но это не так просто, как считать с них время: никакие атомные часы не идеальны из-за таких вещей, как локальные гравитационные эффекты или различия в их электронике.

Поэтому метрологам необходимо сгладить эти несовершенства. Вот как это работает: такая лаборатория, как NPL, записывает и уточняет информацию о времени из своего банка атомных часов — водородных мазеров — время от времени применяя поправку, если кажется, что часы дрейфуют (метрологи называют это «управлением», и они делают это с помощью отдельного оборудования). используется для определения продолжительности секунды… мы вернемся к этому позже.) 

Затем NPL отправляет его в Международное бюро мер и весов (BIPM) в Париже. Хронометристы в BIPM создают среднее значение всех этих измерений, придавая дополнительный вес часам с лучшими показателями. Вносятся дополнительные корректировки, и в конечном итоге этот процесс выдает то, что называется Международным атомным временем (TAI — Temps Atomique International).

Раз в месяц BIPM рассылает TAI в чрезвычайно важном документе под названием «Circular-T» (вы можете скачать последнюю версию здесь). время для отраслей, которые в нем нуждаются. В Великобритании это работа NPL, а в США это Национальный институт стандартов и технологий, и по всему миру их гораздо больше. Circular-T, по сути, информирует о современном эквиваленте падающего мяча в Гринвиче.

Благодаря высокочастотной торговле финансовые рынки теперь полагаются на очень точное время. (Фото: Alamy)

Хотя большинству людей не нужно знать время с точностью до наносекунды, во многих отраслях и технологиях это необходимо. «Спутниковая навигация, вероятно, является одним из самых распространенных требований к высокой точности, но есть и другие», — говорит метролог Патрик Гилл из NPL. «Синхронизация связи, распределение энергии и финансовая торговля требуют высокой точности времени». Новые технологии также предъявляют дополнительные требования: например, сеть 5G построена на точной синхронизации, как и навигационная технология, управляющая автономными транспортными средствами.

Дело в том, однако, что TAI по-прежнему является конструкцией гипотетического «истинного» времени на часах: измерение, которого мир просто соглашается придерживаться. Дело не только в том, что это средневзвешенное значение множества различных атомных часов, каждый из которых дает несколько разные показания. Есть и другая причина, и она сводится к фундаментальному вопросу: что такое секунда? Со временем определение этой единицы СИ изменилось, а значит, изменилось и наше определение времени. Более того, вскоре это может снова измениться.

Новое определение секунды

Раньше секунда определялась как 1/86 400 среднего солнечного дня — среднее время, которое требуется Солнцу, чтобы достичь той же точки на небе в полдень, что занимает примерно 24 часа. Другими словами, он был основан на вращении Земли, которое, как мы теперь знаем, неравномерно. Таким образом, второй, согласно этому определению, был бы длиннее в 1900 году, чем в 1930 году, когда среднее вращение планеты было быстрее. (У метрологов когда-то была аналогичная проблема с килограммом: он был основан на куске металла, хранящемся в хранилище в Париже, но необъяснимым образом менялся со временем, и, следовательно, то же самое происходило с определением килограмма всеми. )

В середине 20-го века метрологи решили, что это не годится. Итак, они создали новое определение времени. В 1967 году было решено, что вместо этого второй должен быть основан на фиксированном числовом значении невозмущенного сверхтонкого перехода цезия в основное состояние. «Это немного сложно», — признает Гилл. Итак, что это значит?

По сути, это просто еще один периодический повторяющийся процесс – основа всех хронометражей. Если вы купаете атомы цезия в микроволнах, они испускают больше электромагнитного излучения с определенной частотой, которая зависит от энергетических уровней внутри атома. Измеряя эту частоту — подобно подсчету колебаний маятника — вы можете измерить течение времени.

В комнате, где работают одни из атомных часов в Национальной физической лаборатории (Фото: Alamy)

Ученые из NPL делают это с так называемым цезиевым фонтаном. «Мы используем свет, чтобы подбросить атомы в воздух примерно на полметра, и они падают обратно под действием силы тяжести. Затем вы можете исследовать этот фонтан с помощью настраиваемых микроволн», — объясняет Гилл. Установка фонтана необходима, потому что «вы хотите, чтобы они были как можно более невозмущенными. Если вы удерживаете атомы каким-либо другим способом, например, электрически или используя свет для их удержания, это изменит вашу частоту».

Это определение было выбрано потому, что цезий как изотоп надежен — практически все атомы в образце реагируют на электромагнитное излучение одинаково. Кроме того, в 20 веке микроволновые частоты можно было измерять более точно и надежно, чем более высокие частоты электромагнитного спектра. Возможно, это аналогично тому, как вы можете измерить собственное сердцебиение с помощью секундомера, но вам нужна более продвинутая технология, чтобы измерить частоту крыльев мухи.

ТИРАНИЯ ВРЕМЕНИ

Для некоторых часы имеют темную сторону. Говорят, живи по часам, и это станет хозяином, а не компаньоном. Социолог Барбара Адам утверждала, что когда промышленность взяла под свой контроль время, оно стало «измеримым ресурсом, открытым для манипулирования, управления и контроля, а также предметом товаризации, распределения, использования и злоупотребления». Неиндустриальные культуры часто думают о времени иначе. Для кого-то она течет в гору, для кого-то больше похожа на озеро, чем на линию, а для кого-то будущее позади, а прошлое впереди. Время не рассматривается как товар, который можно «потратить» или «потерять впустую».

На протяжении десятилетий это определение оставалось неизменным. «Это очень хорошо, потому что это означает, что эталон не меняется каждые пять минут, что важно в метрологии», — говорит Гилл. И он используется NPL и BIPM для поддержки расчетов по таким документам, как Circular-T.

Однако по мере развития науки, а также по мере того, как новые технологии требуют все более точного времени, метрологи начали обдумывать новое определение секунды. Это не произойдет в одночасье — возможно, в 2030-х годах, — но это станет самым большим изменением в общем хронометраже с 19 года.60-е годы.

«Даже когда секунда была определена с точки зрения этого микроволнового перехода в цезии, уже было понятно, что вы можете улучшить часы, перейдя на оптическую частоту», — объясняет физик Энн Кертис из NPL. «Оптические частоты колеблются намного, намного быстрее, исчисляясь сотнями терагерц. Сотни триллионов колебаний в секунду».

Почему более высокая частота лучше? «Чтобы понять, почему это важно, можно представить себе линейку с конечным числом линий», — объясняет Кертис. Так, например, на стандартной линейке отмечены миллиметры, а не микрометры. «Если вы увеличите количество линий на четыре порядка, вы, очевидно, сможете измерить гораздо точнее».

NPL разрабатывает оптические часы на основе нейтральных атомов стронция… с помощью лазеров. , второй получит новое определение.

Однако сначала требуется гораздо больше испытаний. «Вам необходимо создать определение, которое можно было бы использовать, которое было бы практичным и реализуемым для всех различных национальных метрологических лабораторий по всему миру», — говорит Кертис. «Поэтому это не может быть просто какой-то заказной вещью, которую может сделать только одна группа. И если они делают это действительно хорошо, это должно быть что-то, что мы можем универсально назвать переопределением».

Время как конструкция

Итак, что же остальные из нас должны делать со всем этим? Во-первых, это иллюстрирует необычайную истину: на Земле нет часов, которые могли бы быть абсолютно стабильными или идти точно с нужной скоростью. Это было верно, когда люди использовали солнечные часы, и остается верным сегодня — даже с атомным хронометражем.

Второй, например, определяется в соответствии с имеющейся у нас технологией и тем, что выбирает группа метрологов, ответственных за принятие решения. Атомные часы, какими бы точными они ни были, все же нуждаются в «рулевом управлении». И когда метрологи делают такие вещи, как добавление дополнительных секунд к шкале времени, они приспосабливают время к человеческим потребностям: чтобы некоторые вещи оставались неизменными, например, наслаждение восходом солнца по утрам.

Часы — это то, с чем мы согласны ; это не настоящее время.

Однако это соглашение необходимо для жизни и работы в современном обществе. Если бы мы вернулись к тем дням, когда все время определялось локально, многие из наших технологий перестали бы работать, поезда разбились бы, а финансовые рынки рухнули. Нравится вам это или нет, но мир построен на часах.

Тем не менее, может быть полезно рассмотреть, каковы на самом деле основы этой конструкции. Когда вы думаете о времени, как это делает метролог, время становится чем-то другим.

Вернувшись в НПЛ, когда я прочитал табличку «не трогать мазер», я спросил одного из ученых, проводивших мне осмотр, хорошо ли он следит за временем: например, пунктуален ли он лично? «О, я думаю только в наносекундах», — отвечает он.

*Ричард Фишер, старший журналист BBC Future, пишет в Твиттере @rifish . Он пишет информационный бюллетень  The Long-termist’s Field Guide,  и является автором будущей книги под названием The Long View (Wildfire/Headline).

Если вы хотите глубже изучить хронометраж, Национальная физическая лаборатория Великобритании предлагает бесплатный курс электронного обучения под названием Introduction to Time and Frequency Measurement .

—

Присоединяйтесь к миллиону будущих поклонникам, полюбив США по телефону Facebook , или следуйте за нами по телефону Twitter или OR 9 .

If you liked this story,  sign up for the weekly  bbc.com  features newsletter , called «The Essential List» – a handpicked selection of stories from BBC  Future ,  Culture ,  Worklife ,  Travel  and  Reel  доставляется на ваш почтовый ящик каждую пятницу.

Мировое время: что это такое и как оно работает?

В мире 24 часовых пояса
(Изображение предоставлено: Getty Images)

Вы когда-нибудь задумывались, как работают мировые часы, чтобы синхронизировать всех? Мы живем в разных часовых поясах, но от Нью-Йорка до Мельбурна секунда всегда секунда. Это потому, что каждый устанавливает свои местные часы, используя согласованный на международном уровне стандарт, называемый всемирным скоординированным временем, также известный как UTC.

UTC определяется агентством ООН под названием Международный союз электросвязи . Он основан на двух измерениях: тиканье сотен сверхстабильных атомных часов (Международное атомное время ) и вращение Земли (Всемирное время). Страны по всему миру устанавливают свое местное время, добавляя или вычитая из UTC в зависимости от их положения на земном шаре.

Научный писатель и инженер-программист

Лаура Мирс — увлеченный научный писатель и ранее писала для наших дочерних изданий «Как это работает» и журнала «Все о космосе».

Когда началось мировое время?

UTC, или мировые часы, существуют с первого дня 1960-х годов, вскоре после того, как Луи Эссен построил первые атомные часы. Эти точные часы обещали решить многовековую проблему слишком быстрой или слишком медленной работы секундных стрелок.

До 1950-х годов самые точные часы использовали вибрирующие кристаллы кварца, чтобы отсчитывать время, но секунды смещались каждый день. В изобретении Эссена использовались квантовые свойства атомов цезия для синхронизации кристаллов.

Сейчас более 400 чрезвычайно стабильных атомных часов отслеживают время по всему миру. Каждый из них передает сигнал в Международное бюро мер и весов во Франции. Бюро сравнивает их раз в месяц, чтобы получить окончательное число под названием International Atomic Time (TIA) (откроется в новой вкладке). Каждые часы получают различный вес в расчетах в зависимости от того, насколько они стабильны.

Статьи по теме:

Атомное время настолько точное, что сама Земля не может за ним угнаться. Теоретически наша планета делает один оборот вокруг своей оси за 24 часа. Но на практике вращение Земли немного неравномерно. Он колеблется изо дня в день и постепенно замедляется.

Неравномерность вращения Земли означает, что Международное атомное время теперь идет на 37 секунд быстрее. Если мы установим часы по нему, то вскоре проснемся к завтраку посреди ночи.

Чтобы учесть эти естественные колебания, мировые часы также учитывают вращение Земли. Международная служба вращения Земли и систем отсчета (открывается в новой вкладке) (IERS) измеряет земное время, известное как универсальное время, наблюдая за звезд проносятся мимо, когда планета вращается. Затем они объединяют это с международным атомным временем, чтобы получить окончательную цифру для всеобщего скоординированного времени.

Насколько точны мировые часы?

Чтобы атомные часы не убегали сами с собой по мере замедления Земли, IERS старается удерживать всемирное координированное время и универсальное время с точностью до 0,9 секунды. Это включает в себя регулярные корректировки, называемые «високосными секундами».

Первая дополнительная секунда была добавлена ​​в 1972, и с тех пор было еще 26. В какие-то годы их было больше одного, в какие-то годы не было вообще ни одного. В 2020 году вращение Земли фактически ускорилось, что заставило людей задаться вопросом, нужно ли нам впервые удалять дополнительную секунду.

Собственные колебания атома более стабильны, чем маятник обычных часов. (Изображение предоставлено Getty images)

(открывается в новой вкладке)

Изобретение времени

Люди измеряли время десятки тысяч лет. С самого начала существования нашего вида мы использовали вращение Земли, чтобы отслеживать день, сначала на глаз, а затем по солнечным часам. Нашей самой большой проблемой с самого начала была способность определять время в темноте, особенно в разгар зимы, когда дни были короткими. Решения включали измерение расхода песка или воды или отслеживание длины горящей свечи.

Первые механические часы появились только в эпоху Возрождения. Они использовали веса, чтобы двигать колеса, чтобы бить в колокола, чтобы указать часы. Позднее изобретатели заменили гравитацию пружинами, а прялки — качающимися маятниками. Наконец, в 20 веке были изобретены первые кварцевые часы, уступившие место атомному времени.

Как работают атомные часы?

Часы используют генераторы, чтобы отсчитывать время. Эти устройства имеют периодическое поведение, качаясь взад и вперед в регулярном ритме, как маятник. Чем быстрее качание, тем точнее часы.

Наиболее распространенный генератор часов представляет собой кварцевый кристалл. Он вибрирует тысячи раз в секунду, создавая волну, которая колеблется вверх и вниз по предсказуемой схеме. Проблема в том, что он не совсем стабилен.

Для выполнения срочных задач, таких как перемещение космического корабля, требуются часы, способные измерять время с точностью до миллиардных долей секунды. Кварцевые часы не могут обеспечить такой уровень точности.

Чтобы обойти это, физики привязали кристаллы кварца к естественному резонансу атомов (откроется в новой вкладке). Под воздействием точных частот атомы меняют свое энергетическое состояние. Обнаружение этих изменений позволяет контролировать вибрацию кристаллов кварца. Таким образом, когда кварцевые часы отстают от времени, мы можем мгновенно их исправить.

Дополнительные ресурсы

Вы можете узнать больше об истории учета времени, посмотрев выступление Карен Менсинг на TED (откроется в новой вкладке). Чтобы узнать текущее время в странах по всему миру, посетите веб-сайт «Часы для всех» (откроется в новой вкладке).

Библиография

«Карта часовых поясов (открывается в новой вкладке)». Время и дата (1995–2022 гг.).

«Сверхточные атомно-оптические часы могут переопределять длину секунды (откроется в новой вкладке)». Живая наука (2022).

«Всемирное координированное время (открывается в новой вкладке)». Британская энциклопедия (2022).

«Луи Эссен (открывается в новой вкладке)». Национальная физическая библиотека (2022 г.).

«Международное бюро мер и весов (BIPM) (открывается в новой вкладке)». Международная ассоциация геодезии (2011-2013 гг.).

«Что такое время NIST или UTC (NIST)? (открывается в новой вкладке)». НИСТ (2022).

«Вращение Земли замедлилось. Но нам все еще может понадобиться отрицательная дополнительная секунда «. Живая наука (2021).

«Первые песочные часы (откроется в новой вкладке)». Книга Рекордов Гиннесса.

«Первые в мире механические часы (открывается в новой вкладке)». Музей Сейко Гиндза (2022 г.).

«Что такое атомные часы? (открывается в новой вкладке)». НАСА (2019).

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Лора Мирс — биолог, покинувшая пределы лаборатории ради суровой работы за офисным столом в качестве увлеченного научного писателя и штатного инженера-программиста. Лаура ранее писала для журналов How It Works и T3. Основные интересы Лауры включают науку, технологии и видеоигры.

‎Atomic Clock PRO в App Store

Описание

Это приложение обеспечивает точное время, получая его с официального сервера времени атомных часов. Он автоматически распознает ваш часовой пояс. В дополнение к этому вы можете установить одну из ваших собственных картинок в качестве фонового изображения. Переключайтесь между цифровыми и классическими аналоговыми часами, проводя пальцем. Скачать сейчас бесплатно!

Обзор:
— Точное время по атомным часам, как радиоуправляемые часы
— Автоматически распознает ваш часовой пояс
— Укажите свои собственные изображения в качестве фоновых изображений
— Цифровые и аналоговые часы (для переключения проведите пальцем)
— Включает время (часы, минуты, секунды), дату и день недели
— Изменение цвета
— Работает в портретном и альбомном режимах
— Для iPhone, iPad и iPod

ВНИМАНИЕ:
Вы можете переключаться с аналоговых часов на цифровые проведя пальцем слева направо по часам.

Заявление об отказе от ответственности:
Пожалуйста, обратите внимание, что, несмотря на то, что были предприняты все разумные меры, чтобы сделать это приложение как можно более точным, мы не можем гарантировать 100% точность.

Версия 1.4

Мелкие исправления ошибок и улучшения

Рейтинги и обзоры

5,2 тыс. оценок

Удобен для регулировки часов

Я учусь поворачивать один винт в задней части автоматических часов, чтобы заставить их идти немного быстрее или медленнее. Если я синхронизирую часы с этим приложением и подожду 24 часа, я увижу, что делаю свои часы точными всего за несколько секунд в день.

Если бы я был менее терпелив, есть машина за 180 долларов, которая даст более быстрые результаты, но автоматические часы не становятся точнее, чем за несколько секунд в день, а я не тороплюсь.

Зачем атомные часы?

Причина, по которой у меня есть атомные часы, заключается в том, что я могу лучше приспособиться к своему распорядку дня. Точно рассчитывая время приема моего лекарства. Я также могу проверить свой пульс, не угадывая период ударов. Мне нравится знать текущее время, чтобы отслеживать положение звезд на ясном ночном небе. Меня радует возможность легко настроить часы в разных комнатах на одно и то же время. Вот некоторые из причин, по которым мне нравятся атомные часы. Спасибо.

Секонд-хенд таинственным образом отказывается

Мне нравится использовать часы с секундной стрелкой для измерения пульса. До недавнего времени это приложение было идеальным. Но теперь происходит что-то странное — секундная стрелка бежит в обратном направлении на секунду или две, а затем возобновляет движение вперед. Я полагаю, если это не будет исправлено, я просто удалю это.

Разработчик, Brachmann Online Marketing GmbH & Co. KG, указал, что политика конфиденциальности приложения может включать обработку данных, как описано ниже. Для получения дополнительной информации см. политику конфиденциальности разработчика.

Данные, используемые для отслеживания вас

Следующие данные могут использоваться для отслеживания вас в приложениях и на веб-сайтах, принадлежащих другим компаниям:

  • Расположение

  • Идентификаторы

  • Данные об использовании

  • Диагностика

Данные, связанные с вами

Следующие данные могут быть собраны и связаны с вашей личностью:

  • Расположение

  • Идентификаторы

  • Данные об использовании

  • Диагностика

Данные, не связанные с вами

Могут быть собраны следующие данные, но они не связаны с вашей личностью:

Методы обеспечения конфиденциальности могут различаться, например, в зависимости от используемых вами функций или вашего возраста.