Самые точные часы: Ученые нашли самые точные часы в мире |

Содержание

от чего зависит точность хода и как ее проверить?|СЕКУНДА

Чем технологичнее становится мир вокруг, тем быстрее приходится двигаться, чтобы успеть вовремя. В этом помогут часы, их важнейшей характеристикой является точность. Данный параметр зависит от множества факторов, ориентируясь в которых вы сможете подобрать оптимальную модель.

Классы точности часов

При оценке критерия используют показания среднего суточного и максимального ходов за определенный период. Суточный ход — погрешность показания времени в сутки. Класс точности определяется преимущественно исходя из нормы суточной погрешности, а также некоторых других параметров. Есть три класса точности часов, средний суточный ход которых составляет:

для моделей повышенной точности — ±20 с;

для первого класса — ±30 с;

для второго класса — ±45 с.

Для механических моделей с хронометром норма погрешности измерения времени составляет от −4 до +6 секунд в сутки согласно Европейскому стандарту ISO 3159 1976 года. Для кварцевых — ±5 секунд в год согласно рекомендациям Института хронометрии COSC. В качестве эталона сейчас используют атомные часы с минимальной погрешностью.

Что влияет на точность часов?

Она определяется множеством различных факторов в зависимости от типа механизма.

Механические часы

Классическая механика с погрешностью +40/-20 секунд в сутки уступает электронным и кварцевым вариантам с погрешностью менее 10 секунд в сутки. При этом чем меньше размер модели (например, в женских), тем ниже точность, так как приходится использовать пружину и баланс меньшего размера (-60/+85 секунд в сутки).

Точность механических часов определяет узел баланс-спираль в наручных моделях, либо маятник — в настенных и напольных, выполняющий роль регулятора, а также проведенная регулировка при сборке. Элемент может иметь разные размер, вес и частоту колебаний. Чем выше этот показатель, тем точнее ход. На точность механических часов влияют:

температурные колебания — при нагревании металл деталей, в частности баланса, расширяется;

расположение часового корпуса в пространстве — за счет влияния силы земного притяжения, действующего на баланс;

качество и состояние механизма — чем чище обработка деталей, тем меньше потерь энергии при трении;

уровень износа деталей и уход за механизмом — изделие нужно регулярно смазывать;

состояние заводной пружины — нужно проверять у мастера, слишком расслабленная или слишком напряженная пружина будет выдавать погрешность;

намагничивание — металлические детали часового механизма могут намагничиваться даже под слабым магнитным воздействием.

Кварцевые часы

Кварцевые модели на порядок точнее механических. В кварцевых часах в качестве регулятора выступает кристалл кварца, пульсирующий под воздействием тока. Шаговый электродвигатель перемещает стрелки. Точность кварцевых часов зависит от:

частоты кварцевого резонатора — чем выше частота, тем точнее ход и тем чаще придется менять батарею;

температурных колебаний — могут создать отклонение точности хода;

старения кварцевого кристалла — со временем резонансная частота незначительно снижается.

Погрешность доступных вариантов эконом-класса — ±20 секунд в месяц, у ведущих производителей — до ±5 секунд в год.

Как измерять и регулировать точность хода?

Для измерения используют несколько способов, которые подойдут как для наручных, так и для настольных, настенных и напольных моделей. Среди самых популярных вариантов:

Синхронизация с эталонным временем — например, на специальном сайте точного времени. Через 24 часа оценивается расхождение. Эта методика относится к доступным, но весьма неточным, подойдет, если нет возможности отнести часы мастеру.

Засекание времени при помощи цифрового секундомера — можно засечь десять минут, полученную разницу во времени умножить на шесть и таким образом можно выяснить погрешность хода за час.

Специальное оборудование — мастера-часовщики используют таймграфер для проверки точности хода и настройки механических и кварцевых механизмов. Этот прибор выстраивает на экране график из точек, отражающих частоту колебаний.

Улучшить точность механических часов можно в ремонтной часовой мастерской, либо попробовать самостоятельно подкрутить пружину (например, у настенных и напольных вариантов). Также необходимо регулярно смазывать и заводить часы.

Кварцевые модели обычно не регулируют. При больших отклонениях ставят новый резонатор вместо старого, либо просто покупают новый товар.

Современные электронные часы, имеющие возможность синхронизироваться через интернет, могут самостоятельно сверять и регулировать точность.

Модели часов с наибольшей точностью

Одними из лучших считаются швейцарские и японские часы. Много отличных моделей с повышенной точностью можно найти среди таких фирм, как Citizen, Balmain, Tissot, Longines и Breitling. Вот список некоторых часов с наивысшей точностью:

атомные Bathys Hawaii с корпусом из углеволокна стоимостью около 6 тысяч долларов, по заявлению производителя, имеют погрешность 1 секунда в тысячу лет;

кварцевые Citizen Chronomaster стоимостью около 4 тысяч долларов обещают погрешность всего 5 секунд в год;

швейцарские Longines с сапфировым стеклом характеризуются погрешностью 10 секунд в год;

модели Bulova из серии Precisionist также имеют погрешность ±10 секунд в год;

механические Zenith Defy Lab с погрешностью ±0,5 сек за двое суток с осциллятором из монокристаллического кремния.

Готовы ли вы платить за повышенную точность, зависит от возможностей и потребностей. Среди многообразия моделей разных классов точности и стоимости каждый сможет найти именно ту, которая удовлетворит все ожидания.

Атомные часы, самые точные из когда-либо созданных человеком

Время, часы, минуты, секунды … кто тысячу и раз не смотрел на часы в течение дня, чтобы узнать, опаздывает он или рано на встречу, чтобы узнать, сколько у вас осталось, чтобы выбраться работы или просто посмотреть, как быстро проходит ваше время, когда вы хорошо проводите время в баре с друзьями или семьей. Есть люди, которые опережают время, чтобы быть осторожными, а другие везде опаздывают, потому что не смотрят на часы вовремя. Но наверняка вы задались вопросом, есть ли идеально синхронизированные часы, которые отмечают точное время для всех?

Да, он существует, и он называется атомные часы. Это часы, которые работают, управляя счетчиком, который использует атомный резонанс или вибрацию. На сегодняшний день это самые точные рукотворные часы. Вы хотите знать, как он работает и из чего сделан? Продолжайте читать и узнайте все его секреты.

Индекс

1 Как работают атомные часы
2 Преобразование данных во время
3 Важность атомных часов
4 Можно ли иметь портативные атомные часы?

Как работают атомные часы

Как мы уже упоминали ранее, знание времени в любой момент может оказаться необходимым, чтобы строить повседневные планы и сохранять спокойствие. Следовательно, у вас должны быть хорошо настроенные часы, чтобы хорошо знать ваше текущее время. Часы, которые идут рано или поздно, нам ни к чему. С атомными часами с нами этого не происходит, потому что они самый точный человек из когда-либо созданных.

Если мы сравним их с традиционными механическими часами, которые работают на маятнике, это будет другое дело. Первый работает с колебанием, которое перемещает ряд связанных друг с другом шестерен, чтобы установить постоянный ритм, указывающий на прохождение секунд, минут и часов. Однако атомные часы работают с частотой энергетических колебаний атомов в области микроволнового электромагнитного спектра.

В часах используется материал под названием Maser. Это СВЧ-усилитель для вынужденного излучения излучения. Хотя это звучит сложно, это не что иное, как система, способная усиливать самые слабые сигналы и преобразовывать их в микроволновую полосу электромагнитного спектра. Это как лазер.

Этот мазер накачивается радиопередатчиком с частота 0,000000001 секунды в день. Точность этой прокачки очень велика. По этой причине, когда радиоизлучатель связан с частотой в вариациях излучения атомного элемента, ионы, которые там находятся, способны поглощать указанное излучение и испускать свет. Все это происходит благодаря излучению радиоволн.

Преобразование данных во время

Когда ионы поглощают излучение и испускают свет, фотоэлемент улавливает точный момент, когда излучается свет, и через цепь начинает соединение с измерителем. Счетчик — это предмет, отвечающий за возможность записи сколько раз ожидаемая волна начинает излучать.

Все данные, полученные с помощью счетчика времени, когда ион испускает свет, передаются в компьютер. Это когда начинают выполняться все операции, необходимые для отправки импульсов на приемники. Конечные приемники — это те, которые визуально показывают нам правильное время.

Изотоп, используемый для поглощения излучения и излучения света, — это цезий 133.. Этот изотоп нагревается так, что он может высвободить свои атомы, и с имеющимися у них электрическими зарядами они могут проходить через пустую трубку с электромагнитным полем, которое действует как фильтр, так что только атомы, энергетическое состояние которых является тем, которое необходимо может пройти.

Важность атомных часов

Наверняка вы подумали о том, чтобы иметь атомные часы, чтобы иметь лучшую в мире точность и никогда нигде не опаздывать. Однако эти часы предназначены для исследований, учитывая их высокую точность. Он используется не только для измерения времени химических реакций или для проведения экспериментов, в которых время является важной переменной, которую необходимо учитывать. Очень полезно знать вариации, которые существуют в скорости времени.

До сих пор одним из самых полных и известных экспериментов, в которых использовались атомные часы, было направление самолетов в противоположных направлениях вокруг Земли. Как только самолеты покидают свою точку отсчета, запускаются часы и измеряется время, необходимое для прибытия обоих. Так проверяется, что специальная теория относительности. Другой эксперимент — разместить атомные часы в подвале небоскреба, а другие — на крыше, чтобы увидеть разницу между ними. Для таких экспериментов вам нужны часы с большой точностью.

В настоящее время эти атомные часы используются для формирования спутников GPS, которые мы привыкли использовать в наших смартфонах или автомобилях. Поэтому время этих устройств очень точное. Из того, что можно увидеть, он не имеет ограничительного лабораторного использования, но косвенно используется всеми нами.

Можно ли иметь портативные атомные часы?

Кто не хочет иметь в руках такие точные часы, тот везде будет знать точное время. Однако атомные часы никогда не дотянутся до наших рук. У них есть большая проблема, и заключается она в том, что для обеспечения такой высокой точности требуют очень стабильной окружающей среды и очень низких температур. Только в этих условиях точность атомных часов выходит на первый план.

С другой стороны, часы, которые мы сейчас можем приобрести они довольно точны, и было подсчитано, что у него не было бы хороших рыночных вариантов. Учитывая их компоненты и сложность в обслуживании, это были бы дорогие часы, которые не повлияли бы на рынок. Перспективы продажи не так велики, что побуждает к разработке механизмов атомных наручных часов.

Вы можете постоянно наблюдать в мире людей, которые не знают, что делать со своими деньгами, и, возможно, эта группа людей готова платить очень высокую цену за такие точные часы на запястье. Просто сказать, что у них есть что-то уникальное и непохожее на других, может быть хорошим вариантом для рынка.

Как бы то ни было, это часы, которые очень необходимы науке и помогают лучше понять мир, в котором мы живем.

Что поможет сделать самые точные часы во Вселенной?

Как в наши дни открывают новые химические элементы? Ну, во-первых, уже довольно давно этим занимаются не химики в лабораториях, а физики на различных ускорителях в центрах ядерных исследований. Во-вторых, названия новым элементам теперь присваивают международные комитеты, основываясь на кропотливом анализе вклада разных научных коллективов или учреждений, приоритета исследовательских групп и множества других несомненно важных факторов.

Современное украшение в виде молота бога Тора (герой скандинавской мифологии). Фото: mararie/Flickr.com CC BY-SA 2. 0.

Газокалильная сетка, или ауэровский колпачок внутри газовой лампы. Фото: Leo Reynolds/Flickr.com CC BY-NC-SA 2.0.

Для улучшения оптических свойств объективов в материал линз добавляли диоксид тория. Со временем за счёт радиоактивного распада тория стёкла таких объективов приобретали жёлтый оттенок. Сейчас их уже не выпускают. Фото: RawheaD Rex/Flickr.com CC BY-NC-SA 2.0.

Керосиновые лампы без калильного тела дают очень тусклый свет. Фото: Rajeev/Flickr.com CC BY 2.0.

Наша Земля — большой ядерный реактор, один из видов топлива которого — торий. На фото: геотермальная электростанция Несьяведлир в Исландии. Фото: Scott Ableman/Flickr.com CC BY-NC-ND 2.0.

Первые цезиевые атомные часы, сконструированные Льюисом Эссеном и Джеком Перри в 1955 году, хранятся в Национальной физической лаборатории Великобритании. Фото: Richard Ash/Wikimedia Commons/CC BY-SA 2.0.

Установка, на которой был впервые обнаружен изомер тория-229. Фото: Lars v. d. Wense, LMU Munich.

‹

›

Открыть в полном размере

В ХIХ веке всё было по-другому: учёный, открывший новый элемент, был волен назвать его по своему усмотрению, не оглядываясь на мнение комитетов. Вот, например, открыл шведский химик Якоб Берцелиус новый элемент в минерале с одного из островов Норвегии, да и назвал его в честь скандинавского бога-громовержца Тора. Так элемент под номером девяносто получил короткое и красивое название — торий. О нём и поговорим.

Если пофантазировать и попытаться сравнить бога Тора с химическим элементом торием, то можно найти довольно занятные связи одного с другим. Например, самый известный атрибут Тора — его молот, с помощью которого бог боролся против своих врагов и вызывал разные сверхъестественные и не очень явления, например гром и молнии.

А что же торий? Под силу ли этому химическому элементу вызывать гром, молнии или что-либо подобное? В принципе, почему бы и нет! Возьмём для начала молнию — ведь это всего лишь яркая вспышка света, обусловленная электрическим разрядом. Элемент торий тоже может создавать яркий свет, правда, немного другой природы, и для этого ему нужен свой весьма необычный «молот» — ауэровский колпачок. Давайте разберёмся, как он работает.

С помощью этого несложного изобретения торий ярко засиял в керосиновых и газовых лампах, начиная от уличных фонарей и заканчивая маяками. Даже сейчас, в эпоху светодиодных фонарей, подобные лампы с торием продолжают использовать.

В то время, когда улицы городов ещё не знали электрического освещения, источником света были газовые и керосиновые фонари. Поначалу свет в них давало самое обычное пламя от сгорания газа или жидкого топлива. У таких фонарей был большой недостаток — очень тусклый свет.

Многие изобретатели думали над проблемой, как заставить уличные лампы светить ярче. Вскоре выяснилось, что если в пламя поместить какой-нибудь предмет вроде сетки или тонкой нити, то, нагревшись до высокой температуры, он будет ярко светиться. Сначала калильные тела — так называли эти предметы — делали из пропитанной солями кальция бумаги. Если такой бумаге придать требуемую форму, а потом сжечь, то от неё останется пусть и чрезвычайно хрупкий, но всё же твёрдый скелет — это и будет самое настоящее калильное тело.

Довольно быстро от бумаги исследователи перешли к шёлковой ткани, а от солей кальция — к солям и окисям редкоземельных металлов. Вершиной эффективности вещества для газокалильных тел стал состав, изобретённый в конце 1880-х годов австрийским химиком Карлом Ауэром фон Вельсбахом: 99% оксида тория и 1% оксида церия. Газокалильная сетка получила название «ауэровский колпачок» — по форме он выглядит именно как колпачок, в буквальном смысле «надеваемый» на пламя. Такие сетки использовали с начала ХХ века вплоть до наших дней в туристических лампах. Совсем недавно керосинокалильные лампы продолжали работать на отдалённых маяках. Их яркий свет, простота конструкции и автономность всей системы были важнее, чем удобство использования электрических ламп и дизельных генераторов. Правда, у колпачков с оксидом тория есть один маленький недостаток — они радиоактивны.

Дело в том, что у тория нет стабильных изотопов, а это значит, что рано или поздно весь торий во Вселенной превратится в другие химические элементы. Но случится это очень не скоро, потому что период полураспада самого стабильного изотопа тория составляет четырнадцать миллиардов лет!

Торий, который добавляют в ауэровские колпачки, тоже постепенно претерпевает радиоактивный распад. Однако не следует сию же минуту предаваться радиофобии и на всякий случай обходить стороной каждую керосиновую лампу. Во-первых, торий — это слаборадиоактивный элемент. Чтобы получить большую дозу радиации, его должно быть намного больше, чем содержится в одном колпачке. Во-вторых, альфа-частицы, которые он испускает, как обычно говорят, задерживаются листом бумаги, а уж стеклом керосиновой лампы тем более. Так что если не есть на спор ториевые колпачки, то они вполне безопасны. Но вот производство таких колпачков может представлять опасность и для персонала, и для окружающей территории. Поэтому постепенно торий заменяют на другие, более безопасные материалы.

Коль скоро речь зашла о радиоактивности тория, нельзя не сказать об одном связанном с ним эффекте. При радиоактивном распаде ядра тория, как, впрочем, и других элементов, выделяется энергия, часть которой переходит в тепло. Когда дело касается колпачка для керосиновой лампы, то количество выделяемого тепла пренебрежимо мало. Но если взять объёмы побольше, например весь торий, содержащийся в земных недрах, то такая «печка» может уже вполне неплохо греть.

Собственно, так появилась гипотеза о том, что тепло радиоактивного происхождения согревает нашу планету изнутри. Но как это проверить, если на потоке тепла из недр Земли не написано, в результате каких процессов он появился? Тут на помощь приходят нейтринные детекторы — сложные устройства, размещаемые в глубоких шахтах, под толщей воды или во льдах Антарктиды. Например, детектор коллаборации Borexino, находящийся в горном массиве в центре Италии, помог зафиксировать нейтрино, исходящие именно из внутренних частей нашей планеты, — так называемые геонейтрино.

Почему нейтрино? Эти частицы рождаются при некоторых видах распада ядер и обладают уникальной способностью практически не задерживаться веществом, поэтому нейтрино может с лёгкостью пролететь сквозь Землю. Регистрация нейтрино — очень сложный, хотя и не невозможный процесс. Учёным удалось даже различить геонейтрино, образовавшиеся в трёх разных процессах: распаде урана, тория и калия, и таким образом подтвердить гипотезу о ядерной печке, согревающей Землю.

Ещё один из «волшебных» предметов, созданных с использованием тория, но которого нет у Тора, — это ядерные часы. Вы наверняка слышали о том, что атомные часы — самые точные часы в мире. По ним сверяют время спутники GPS, потому что точное время критически важно для точного определения нашего местоположения на планете.

Принцип работы атомных часов основан на том, что атом химического элемента (для часов обычно используют цезий) может поглощать излучение строго определённой частоты, которая слабо зависит от окружающих условий: температуры, электромагнитных полей, механического воздействия и так далее. Поэтому частота, на которой «резонирует» атом, может быть своего рода эталоном, как когда-то эталоном длины был хранящийся в палате мер и весов эталонный метр.

Если мы возьмём неидеальный генератор, у которого частота может немного «плавать» во времени, и будем постоянно сравнивать его частоту с частотой, на которой резонирует атом, то сможем вовремя заметить, когда частота «уплыла», и подстроить генератор. Дальше нам надо будет только считать количество волн и по ним отсчитывать секунды. Например, прошло 9 192 631 770 циклов, значит, прошла одна секунда по цезиевым часам. Погрешность таких часов фантастически мала — всего лишь секунда на 100 миллионов лет. Но даже атомные часы не предел совершенства!

Ядра атомов — ещё более стабильные объекты, чем сами атомы, поэтому если научиться сверять частоту по переходам между разными состояниями ядра, то можно будет сделать ещё более точные часы. В качестве такого эталона предложен как раз торий, правда не совсем обычный. Во-первых, это должен быть изотоп тория с массой 229, который образуется при распаде урана, а во-вторых, его ядро должно быть в метастабильном* состоянии. Для понимания сложности изучения всех этих процессов приведём простую цифру — только на поиски метастабильного ядерного изомера тория у исследователей ушло 40 лет! А сколько ещё времени потребуется на создание ядерных часов, можно только догадываться. Впрочем, где и для чего будет использоваться торий в будущем, — не меньшая загадка.

Комментарии к статье

* Метастабильное состояние атомного ядра — возбуждённое состояние ядра с измеримым временем жизни.

Почему атомные часы самые точные? Краткая история появления атомных приборов измерения времени

Высокоточные атомные часы, которые совершают ошибку в одну секунду за 300 миллионов лет. Эти часы, заменившие старую модель, которая допускала ошибку в одну секунду за сто миллионов лет, теперь задают стандарт американского гражданского времени. «Лента.ру» решила вспомнить историю создания атомных часов.

Для того чтобы создать часы, достаточно использовать любой периодический процесс. И история появления приборов измерения времени ─ это отчасти история появления либо новых источников энергии, либо новых колебательных систем, используемых в часах. Самыми простыми часами являются, вероятно, солнечные: для их работы необходимо только Солнце и предмет, который отбрасывает тень. Недостатки этого способа определения времени очевидны. Водяные и песочные часы тоже не лучше: они пригодны лишь для измерения сравнительно коротких промежутков времени.

Самые древние механические часы были найдены в 1901 году рядом с островом Антикитера на затонувшем корабле в Эгейском море. Они содержат около 30 бронзовых шестерен в деревянном корпусе размером 33 на 18 на 10 сантиметров и датируются примерно сотым годом до нашей эры.

В течение почти двух тысяч лет механические часы были самыми точными и надежными. Появление в 1657 году классического труда Христиана Гюйгенса «Маятниковые часы» («Horologium oscillatorium, sive de motu pendulorum an horologia aptato demonstrationes geometrica») с описанием устройства отсчета времени с маятником в качестве колебательной системы, стало, вероятно, апогеем в истории развития механических приборов такого типа.

Однако астрономы и мореплаватели все равно использовали звездное небо и карты для определения своего местоположения и точного времени. Первые же электрические часы изобрел в 1814 году Фрэнсис Роналдс . Однако первый такой прибор был неточным из-за чувствительности к изменениям температуры.

Дальнейшая история часов связана с использованием в устройствах разных колебательных систем. Представленные в 1927 году сотрудниками Лабораторий Белла кварцевые часы использовали пьезоэлектрические свойства кристалла кварца: при воздействии на него электрического тока кристалл начинает сжиматься. Современные кварцевые хронометры могут обеспечить точность до 0,3 секунды в месяц. Однако, поскольку кварц подвержен старению, с течением времени часы начинают идти с меньшей точностью.

С развитием атомной физики ученые предложили использовать в качестве колебательных систем именно частицы вещества. Так появились первые атомные часы. Идею о возможности использования атомных колебаний водорода для измерения времени предложил еще в 1879 году английский физик лорд Кельвин , однако только к середине XX века это стало возможным.

Репродукция картины Губерта фон Геркомера (1907)

В 1930-х годах американский физик и первооткрыватель ядерного магнитного резонанса Исидор Раби начал работать над атомными часами с цезием-133, однако начало войны помешало ему. Уже после войны в 1949 году в Национальном комитете стандартов США с участием Гарольда Лайонсона были созданы первые молекулярные часы, использующие молекулы аммиака. Но первые такие приборы измерения времени не были точными, как современные атомные часы.

Относительно малая точность была связана с тем, что из-за взаимодействия молекул аммиака между собой и со стенками емкости, в которой находилось это вещество, изменялась энергия молекул, и их спектральные линии уширялись. Этот эффект очень похож на трение в механических часах.

Позднее, в 1955 году, Луи Эсссен из Национальной физической лаборатории Великобритании представил первые атомные часы на цезии-133. Эти часы накапливали ошибку в одну секунду за миллион лет. Прибор получил название NBS-1 и стал считаться цезиевым эталоном частоты.

Принципиальная схема атомных часов состоит из кварцевого генератора, контролируемого дискриминатором по схеме обратной связи. В генераторе используются пьезоэлектрические свойства кварца, тогда как в дискриминаторе происходят энергетические колебания атомов, так что колебания кварца отслеживаются сигналами от переходов с разных энергетических уровней в атомах или молекулах. Между генератором и дискриминатором находится компенсатор, настроенный на частоту атомных колебаний и сравнивающий ее с частотой колебаний кристалла.

Атомы, используемые в часах, должны обеспечивать стабильные колебания. Для каждой частоты электромагнитного излучения существуют свои атомы: кальция, стронция, рубидия, цезия, водорода. Или даже молекулы аммиака и йода.

С появлением атомных приборов измерения времени стало возможным использовать их в качестве универсального эталона для определения секунды. С 1884 года Гринвичское время, считавшееся мировым стандартом, уступило место эталону атомных часов. В 1967 году решением 12-й Генеральной конференции мер и весов одну секунду определили как продолжительность 9192631770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Такое определение секунды не зависит от астрономических параметров и может воспроизводиться в любой точке планеты. Цезий-133, используемый в эталоне атомных часов, ─ единственный стабильный изотоп цезия со 100-процентной распространенностью на Земле.

Атомные часы используются и в спутниковой системе навигации; они необходимы для определения точного времени и координат спутника. Так, в каждом спутнике системы GPS установлены по четыре комплекта таких часов: два рубидиевых и два цезиевых, которые обеспечивают точность передачи сигнала в 50 наносекунд. На российских спутниках системы ГЛОНАСС тоже установлены цезиевые и рубидиевые атомные приборы измерения времени, а на спутниках разворачивающейся европейской геопозиционной системы Galileo ─ водородные и рубидиевые.

Точность водородных часов ─ самая высокая. Она составляет 0,45 наносекунды за 12 часов. По всей видимости, использование Galileo таких точных часов выведет эту навигационную систему в лидеры уже в 2015 году, когда на орбите будет 18 ее спутников.

Hewlett-Packard стала первой компанией, которая занялась разработкой компактных атомных часов. В 1964 году ею был создан цезиевый прибор HP 5060A размером с большой чемодан. Компания и дальше развивала это направление, но с 2005 года продала свое подразделение, разрабатывающее атомные часы, компании Symmetricom.

В 2011 году специалисты Лаборатории Дрейпера и Сандийских национальных лабораторий разработали, а компания Symmetricom выпустила первые миниатюрные атомные часы Quantum. На момент выпуска они стоили порядка 15 тысяч долларов, были заключены в герметичный корпус размером 40 на 35 на 11 миллиметров и весили 35 граммов. Потребляемая мощность часов составляла менее 120 милливатт. Первоначально они были разработаны по заказу Пентагона и предназначались для обслуживания навигационных систем, функционирующих независимо от систем GPS, например, глубоко под водой или землей.

Уже в конце 2013 года американская компания Bathys Hawaii представила первые «наручные» атомные часы. В качестве основного компонента в них используется чип SA.45s производства компании Symmetricom. Внутри чипа располагается капсула с цезием-133. В конструкцию часов также входят фотоэлементы и маломощный лазер. Последний обеспечивает нагревание газообразного цезия, в результате чего его атомы начинают переходить с одного энергетического уровня на другой. Измерение времени как раз и производится за счет фиксирования такого перехода. Стоимость нового прибора составляет около 12 тысяч долларов.

Тенденции к миниатюризации, автономности и точности приведут к тому, что уже в недалеком будущем появятся новые устройства с использованием атомных часов во всех сферах человеческой жизни, начиная с космических исследований на орбитальных спутниках и станциях до бытового применениях в комнатных и наручных системах.

Часто мы слышим фразу, что атомные часы всегда показывают точное время. Но из их названия сложно понять, почему атомные часы самые точные или как они устроены.

То, что в названии есть слово «атомные» вовсе не означает, что часы представляют собой опасность для жизни, даже если в голову сразу же приходят мысли об атомной бомбе или атомной электростанции. В данном случае мы всего лишь говорим о принципе работы часов. Если в обычных механических часах колебательные движения совершают шестеренки и ведется подсчет их движений, то в атомных часах ведется подсчет колебаний электронов внутри атомов. Чтобы лучше понять принцип работы, вспомним физику элементарных частиц.

Все вещества в нашем мире состоят из атомов. Атомы же состоят из протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны объединяются друг с другом в ядро, которое также называют нуклоном. Вокруг ядра движутся электроны, которые могут находиться на разных энергетических уровнях. Самое интересное, что при поглощении или отдаче энергии, электрон может переходить со своего энергетического уровня на более высокий или низкий. Электрон может получать энергию из электромагнитного излучения, при каждом переходе поглощая или испуская электромагнитное излучение определенной частоты.

Чаще всего встречаются часы, в которых для изменения используют атомы элемента Цезий -133. Если за 1 секунду маятник обычных часов
совершает 1 колебательное движение, то электроны в атомных часах
на основе Цезия-133 при переходе с одного энергетического уровня на другой испускают электромагнитное излучение с частотой 9192631770 Гц. Получается, именно на такое количество промежутков делится одна секунда, если её рассчитывать в атомных часах. Эта величина была официально принята международным сообществом в 1967 году. Представьте огромный циферблат, где находится не 60, а 9192631770 делений, которые составляют всего 1 секунду. Неудивительно, что атомные часы такие точные и обладают целым рядом преимуществ: атомы не подвержены старению, не изнашиваются, а частота колебания будет всегда одинаковой для одного химического элемента, благодаря чему можно синхронно сравнивать, например, показания атомных часов далеко в космосе и на Земле, не боясь погрешностей.

Благодаря атомным часам человечество на практике смогло проверить правильность теории относительности и удостовериться, что , чем на Земле. Атомные часы установлены на многих спутниках и космических аппаратах, они используются для телекоммуникационных нужд, для мобильной связи, по ним сравнивают точное время на всей планете. Без преувеличения, именно благодаря изобретению атомных часов человечество смогло войти в эпоху высоких технологий.

Как работают атомные часы?

Цезий-133 нагревают, выпаривая атомы цезия, которые проходит через магнитное поле, где отбираются атомы с нужным энергетическим состояниям.

Затем отобранные атомы проходят через магнитное поле с частотой, близкой к 9192631770 Гц, которое создает кварцевый генератор. Под воздействием поля атомы цезия снова меняют энергетические состояния, и попадают на детектор, который фиксирует, когда наибольшее количество попадающих атомов будет обладать «правильным» энергетическим состоянием. Максимальное количество атомов с измененным энергетическим состоянием говорит о том, что частота микроволнового поля подобрана верно, и затем её значение подается в электронное устройство – делитель частоты, который, уменьшая частоту в целое число раз, получает число 1, которое и является эталонной секундой.

Таким образом, атомы цезия используются для проверки правильности частоты магнитного поля, создаваемой кварцевым генератором, помогая поддерживать ее в постоянном значении.

Это интересно:

хотя существующие на сегодняшний момент атомные часы беспрецедентно точно и могут миллионы лет идти без погрешностей, физики не собираются останавливаться на достигнутом. Используя атомы различных химических элементов, они постоянно работают над повышением точности атомных часов. Из последних изобретений – атомные часы на стронции
, которые в три раза точнее их цезиевого аналога. Чтобы отстать всего на секунду им потребуется 15 млрд. лет – время, превышающее возраст нашей Вселенной…

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter
.

Новый толчок в развитии устройств для измерения времени был дан физиками-атомщиками.

В 1949-м были построены первые атомные часы, где в качестве источника колебаний выступил не маятник и не кварцевый генератор, а сигналы, связанные с квантовым переходом электрона между двумя энергетическими уровнями атома.

На практике такие часы оказались не очень точны, к тому же громоздки и дороги и широкого распространения не получили. Тогда было решено обратиться к химическому элементу — цезию. И в 1955-м появились первые атомные часы на основе атомов цезия.

В 1967 году было решено перейти на атомный эталон времени, т. к. вращение Земли замедляется и величина этого замедления — непостоянна. Это значительно затрудняло работу астрономов и хранителей Времени.

В настоящее время Земля вращается с замедлением примерно на 2 миллисекунды за 100 лет.

Колебания длительности суток также достигают тысячных долей секунды. Поэтому точность Гринвичского среднего времени (общепринятого с 1884 года мирового эталона)стала недостаточной. В 1967-м состоялся переход к атомному эталону времени.

Сегодня секунда — это промежуток времени, точно равный 9 192 631 770 периодам излучения, который соответствует переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома Цезия 133.

На сегодняшний момент в качестве шкалы времени используется Всемирное Координированное Время. Оно формируется Международным бюро мер и весов путем объединения данных лабораторий хранения времени различных стран, а также данных Международной службы вращения Земли. Его точность почти в миллион раз выше, чем астрономическое Гринвичское среднее время.

Разработана технология, которая позволит кардинально уменьшить размеры и стоимость сверхточных атомных часов, что даст возможность широко использовать их в мобильных устройствах самого различного назначения. Ученые смогли создать атомный эталон времени сверхмалых размеров. Такие атомные часы потребляют менее 0,075 Вт и обладают погрешностью не более одной секунды за 300 лет.

Исследовательской группе США удалось создать сверхкомпактный атомный эталон. Стало возможным питать атомные часы от обычных пальчиковых батареек. Сверхточные атомные часы, обычно имеющие, как минимум, метр в высоту, удалось разместить в объеме 1,5х1,5х4 мм

В США разработали экспериментальные атомные часы на одном ионе ртути. Они в пять раз точнее цезиевых, которые приняты в качестве международного стандарта. Цезиевые часы настолько точны, что расхождение в одну секунду будет достигнуто только через 70 миллионов лет, а для ртутных часов этот срок составит 400 миллионов лет.

В 1982 году в спор между астрономическим определением эталона Времени и победившими его атомными часами вмешался новый астрономический объект — миллисекундный пульсар. Эти сигналы по стабильности не уступают лучшим атомным часам

Знаете ли вы?

Первые часы на Руси

В 1412 году в Москве были поставлены часы на дворе великого князя за церковью Благовещения, а делал их Лазарь, монах-серб, который пришел из Сербской земли. К сожалению, описания этих первых на Руси часов не сохранилось.

________

Как появились часы-куранты на Спасской башне московского Кремля?

В 17 веке англичанин Христофор Галовей изготовил куранты для Спасской башни: часовой круг был разбит на 17 секторов, единственная стрелка часов была неподвижна, направлена вниз и показывала на какую-либо цифру циферблата, зато сам циферблат вращался.

Архив Статьи

Какие «часовщики» придумали и совершенствовали этот чрезвычайно точный механизм? Есть ли ему замена? Попробуем разобраться.

В 2012 году атомное хронометрирование будет праздновать своё сорокапятилетие. В 1967 году категория времени в Международной системе единиц стала определяться не астрономическими шкалами, а цезиевым стандартом частоты. Именно его в простонародье и именуют атомными часами.

Каков же принцип работы атомных осцилляторов? В качестве источника резонансной частоты эти «устройства» используют квантовые энергетические уровни атомов или молекул. Квантовая механика связывает с системой «атомное ядро — электроны» несколько дискретных энергетических уровней. Электромагнитное поле определённой частоты может спровоцировать переход этой системы с низкого уровня на более высокий. Возможно и обратное явление: атом может перейти с высокого энергетического уровня на более низкий с излучением энергии. И тем и другим явлением можно управлять и фиксировать эти энергетические межуровневые скачки, создав тем самым подобие колебательного контура. Резонансная частота этого контура будет равна разности энергий двух уровней перехода, делённой на постоянную Планка .

Получаемый при этом атомный осциллятор обладает несомненными преимуществами по отношению к своим астрономическим и механическим предшественникам. Резонансная частота всех атомов выбранного для осциллятора вещества будет, в отличие от маятников и пьезокристаллов, одинакова. Кроме того, атомы с течением времени не изнашиваются и не меняют свои свойства. Идеальный вариант для практически вечного и чрезвычайно точного хронометра.

Впервые возможность использования межуровневых энергетических переходов в атомах в качестве стандарта частоты в далёком 1879 году рассмотрел британский физик Уильям Томсон, более известный как лорд Келвин . В качестве источника атомов-резонаторов он предлагал использовать водород. Однако его изыскания носили скорее теоретический характер. Наука того времени ещё не была готова к разработке атомного хронометра.

Потребовалось почти сто лет, чтобы идея лорда Келвина обрела практическое воплощение. Срок немалый, но и задачка была не из лёгких. Превратить атомы в идеальные маятники на практике оказалось труднее, чем в теории. Сложность заключалась в битве с так называемой резонансной шириной — небольшим колебанием частоты поглощения и испускания энергии при переходе атомов с уровня на уровень. Отношение резонансной частоты к резонансной ширине и определяет качество атомного осциллятора. Очевидно, что чем больше значение резонансной ширины, тем ниже качество атомного маятника. К сожалению, повысить резонансную частоту для улучшения качества невозможно. Она постоянна для атомов каждого конкретного вещества. А вот уменьшить резонансную ширину можно путём увеличения времени наблюдения за атомами.

Технически этого можно добиться следующим образом: пусть внешний, например кварцевый, осциллятор периодически генерирует электромагнитное излучение, заставляющее атомы вещества-донора прыгать по энергетическим уровням. При этом задачей настройщика атомного хронографа является максимальное приближение частоты этого кварцевого осциллятора к резонансной частоте межуровневого перехода атомов. Возможным это становится в случае достаточно большого периода наблюдения за колебаниями атомов и создания обратной связи, регулирующей частоту кварца.

Правда, кроме проблемы снижения резонансной ширины в атомном хронографе существует масса других проблем. Это и допплеровский эффект — смещение резонансной частоты вследствие движения атомов, и взаимные столкновения атомов, вызывающие незапланированные энергетические переходы, и даже влияние всепроникающей энергии тёмной материи.

Впервые попытка практической реализации атомных часов была предпринята в тридцатые годы прошлого столетия учёными Колумбийского университета под руководством будущего нобелевского лауреата доктора Айсидора Раби . В качестве вещества — источника атомов-маятников Раби предложил использовать изотоп цезия 133 Cs. К сожалению, работы Раби, очень заинтересовавшие NBS, были прерваны Второй мировой войной.

После её окончания первенство реализации атомного хронографа перешло к сотруднику NBS Гарольду Лайонсу. Его атомный осциллятор работал на аммиаке и давал погрешность, соизмеримую с лучшими образцами кварцевых резонаторов. В 1949 году аммиачные атомные часы были продемонстрированы широкой публике. Несмотря на довольно посредственную точность, в них были реализованы основные принципы будущих поколений атомных хронографов.

Полученный Луи Эссеном прототип цезиевых атомных часов обеспечивал точность 1*10 -9 , обладая при этом шириной резонанса всего в 340 Герц

Чуть позже профессор Гарвардского университета Норман Рэмси усовершенствовал идеи Айсидора Раби, снизив влияние на точность измерений допплеровского эффекта. Он предложил вместо одного длительного высокочастотного импульса, возбуждающего атомы, использовать два коротких, посланных в плечи волновода на некотором расстоянии друг от друга. Это позволило резко снизить резонансную ширину и фактически сделало возможным создание атомных осцилляторов, на порядок превосходящих по точности своих кварцевых предков.

В пятидесятые годы прошлого столетия на основе схемы, предложенной Норманом Рэмси, в Национальной физической лаборатории (Великобритания) её сотрудник Луи Эссен вёл работу над атомным осциллятором на основе предложенного ранее Раби изотопа цезия 133 Cs. Цезий был выбран неслучайно.

Схема сверхтонких уровней перехода атомов изотопа цезия-133

Относясь к группе щелочных металлов, атомы цезия чрезвычайно просто возбуждаются для скачка между энергетическими уровнями . Так, например, пучок света легко способен выбить из атомной структуры цезия поток электронов. Именно благодаря этому свойству цезий широко применяется в составе фотодетекторов.

Устройство классического цезиевого осциллятора на основе волновода Рэмси

Первый официальный цезиевый стандарт частоты NBS-1

Потомок NBS-1 — осциллятор NIST-7 использовал лазерную накачку луча атомов цезия

Чтобы прототип Эссена стал настоящим стандартом, потребовалось более четырёх лет. Ведь точная настройка атомных часов была возможна только путём сравнения с существующими эфемеридными единицами времени. В течение четырёх лет атомный осциллятор калибровался с помощью наблюдений за вращением Луны вокруг Земли с помощью точнейшей лунной камеры, изобретённой сотрудником Военно-морской обсерватории США Уильямом Марковицем.

«Подгонка» атомных часов по лунным эфемеридам велась с 1955 по 1958 год, после чего устройство было официально признано NBS в качестве стандарта частоты. Более того, беспрецедентная точность цезиевых атомных часов сподвигла NBS сменить в стандарте SI единицу измерения времени. С 1958 года в качестве секунды официально была принята «продолжительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующая переходу между двумя сверхтонкими уровнями стандартного состояния атома изотопа цезия-133».

Устройство Луи Эссена получило наименование NBS-1 и стало считаться первым цезиевым стандартом частоты.

За последующие тридцать лет были разработаны шесть модификаций NBS-1, последняя из которых — NIST-7, созданная в 1993 году благодаря замене магнитов на лазерные ловушки, обеспечивает точность 5*10 -15 при резонансной ширине всего шестьдесят два Герца.

Сравнительная таблица характеристик цезиевых стандартов частоты, используемых NBS

Цезиевый стандарт частоты	Время функционирования	Время работы в качестве официального стандарта NPFS	Резонансная ширина	Длина СВЧ-волновода	Величина погрешности
NBS-1	1952-1962	1959-1960	300 Гц	55 см	1*10 -11
NBS-2	1959-1965	1960-1963	110 Гц	164 см	8*10 -12
NBS-3	1959-1970	1963-1970	48 Гц	366 см	5*10 -13
NBS-4	1965-1990-e	нет	130 Гц	52,4 см	3*10 -13
NBS-5	1966-1974	1972-1974	45 Гц	374 см	2*10 -13
NBS-6	1974-1993	1975-1993	26 Гц	374 см	8*10 -14
NBS-7	1988-2001	1993-1998	62 Гц	155 см	5*10 -15

Устройства NBS являются стационарными стендами, что позволяет отнести их скорее к эталонам, чем к практически используемым осцилляторам. А вот для сугубо практических целей на благо цезиевого стандарта частоты поработала компания Hewlett-Packard. В 1964 году будущий компьютерный гигант создал компактный вариант цезиевого стандарта частоты — устройство HP 5060A.

Откалиброванные с использованием эталонов NBS, частотные стандарты HP 5060 умещались в типовую стойку радиооборудования и имели коммерческий успех. Именно благодаря цезиевому стандарту частоты, заданному в Hewlett-Packard, беспрецедентная точность атомных часов пошла в широкие массы.

Hewlett-Packard 5060A.

В результате стали возможны такие вещи, как спутниковое телевидение и связь, глобальные системы навигации и службы синхронизации времени информационных сетей. Применений доведённой до промышленного образца технологии атомного хронографа нашлось много. При этом в Hewlett-Packard не останавливались на достигнутом и постоянно улучшают качество цезиевых стандартов и их массо-габаритные показатели .

Семейство атомных часов компании Hewlett-Packard

В 2005 году подразделение Hewlett-Packard, отвечающее за разработку атомных часов, было продано компании Simmetricom .

Наряду с цезием, запасы которого в природе весьма ограничены, а спрос на него в самых разных технологических областях чрезвычайно велик, в качестве вещества-донора использовался рубидий, по свойствам очень близкий к цезию.

Казалось бы, существующая схема атомных часов доведена до совершенства. Между тем она имела досадный недостаток, устранение которого стало возможным во втором поколении цезиевых стандартов частоты, именуемых цезиевыми фонтанами.

Фонтаны времени и оптическая патока

Несмотря на высочайшую точность атомного хронометра NIST-7, использующего лазерное детектирование состояния атомов цезия, его схема принципиально не отличается от схем первых вариантов цезиевых стандартов частоты.

А конструктивным недостатком всех этих схем является то, что контролировать скорость распространения луча из атомов цезия, двигающихся в волноводе, принципиально невозможно. И это при том, что скорость движения атомов цезия при комнатной температуре — сто метров в секунду. Весьма быстро.

Именно поэтому все модификации цезиевых стандартов — это поиск баланса между размерами волновода, успевающего воздействовать на быстрые атомы цезия в двух точках, и точностью детектирования результатов этого воздействия. Чем меньше волновод, тем труднее успеть сделать последовательные электромагнитные импульсы, воздействующие на одни и те же атомы.

А что если найти способ снизить скорость движения атомов цезия? Именно этой мыслью озаботился студент Масачуссетского технологического института Джеролд Захариус , изучавший в конце сороковых годов прошлого столетия влияние силы тяжести на поведение атомов. Позднее, привлечённый к разработке варианта цезиевого стандарта частоты Atomichron , Захариус предложил идею цезиевого фонтана — способа, позволяющего снизить скорость движения атомов цезия до одного сантиметра в секунду и избавиться от двухколенного волновода традиционных атомных осцилляторов.

Идея Захариуса была проста. Что если запускать атомы цезия внутри осциллятора вертикально? Тогда одни и те же атомы будут дважды проходить через детектор: первый раз при путешествии вверх, а второй — вниз, куда они устремятся под действием силы тяжести. При этом движение атомов вниз будет существенно медленнее их взлёта, ведь за время путешествия в фонтане они подрастеряют энергию. К сожалению, в пятидесятые годы прошлого столетия реализовать свои идеи Захариус не смог. В его экспериментальных установках атомы, двигавшиеся вверх, взаимодействовали с падающими вниз, что сбивало точность детектирования.

К идее Захариуса вернулись только в восьмидесятые годы. Учёные Стенфордского университета под руководством Стивена Чу нашли способ реализации фонтана Захариуса с использованием метода, названного ими «оптическая патока».

В цезиевом фонтане Чу облако атомов цезия, выстреливаемых вверх, предварительно охлаждается системой из трёх пар противоположно направленных лазеров, имеющих резонансную частоту чуть ниже оптического резонанса атомов цезия.

Схема цезиевого фонтана с оптической патокой.

Охлаждённые лазерами атомы цезия начинают двигаться медленно, словно сквозь патоку. Их скорость падает до трёх метров в секунду. Уменьшение скорости атомов даёт исследователям возможность более точного детектирования состояния (согласитесь, значительно проще рассмотреть номера машины, двигающейся со скоростью один километр в час, чем машины, двигающейся со скоростью сто километров в час).

Шар из охлаждённых атомов цезия запускается вверх примерно на метр, по пути проходя волновод, через который на атомы воздействует электромагнитное поле резонансной частоты. И детектор системы фиксирует изменение состояния атомов в первый раз. Достигнув «потолка», охлаждённые атомы начинают падать благодаря силе тяжести и проходят волновод во второй раз. На обратном пути детектор снова фиксирует их состояние. Поскольку атомы двигаются чрезвычайно медленно, их полёт в виде достаточно плотного облака легко контролировать, а значит, в фонтане не будет одновременно летящих вверх и вниз атомов.

Установка Чу на основе цезиевого фонтана была принята NBS в качестве стандарта частоты в 1998 году и получила название NIST-F1. Её погрешность составляла 4*10 -16 , а значит, NIST-F1 была точнее предшественника NIST-7.

Фактически в NIST-F1 был достигнут предел точности измерений состояния атомов цезия. Но учёные на этой победе не остановились. Они решили устранить погрешность, которую вносит в работу атомных часов излучение абсолютно чёрного тела — результат взаимодействия атомов цезия с тепловым излучением корпуса установки, в которой они двигаются. В новом атомном хронографе NIST-F2 цезиевый фонтан размещался в криогенной камере, сводя излучение абсолютно чёрного тела практически к нулю. Погрешность NIST-F2 равна невероятной величине 3*10 -17 .

График уменьшения погрешности вариантов цезиевых стандартов частоты

В настоящее время атомные часты на основе цезиевых фонтанов дают человечеству точнейший эталон времени, относительно которого бьётся пульс нашей техногенной цивилизации. Благодаря инженерным ухищрениям импульсные водородные мазеры, которые охлаждают атомы цезия в стационарных вариантах NIST-F1 и NIST-F2, были заменены на обычный лазерный луч, работающий в паре с магнитооптической системой. Это позволило создать компактные и очень устойчивые ко внешним воздействиям варианты стандартов NIST-Fx, способные трудиться в космических аппаратах. Весьма образно названные «Aerospace Cold Atom Clock «, эти стандарты частоты установлены в спутниках таких навигационных систем, как GPS, что и обеспечивает их потрясающую синхронизацию для решения задачи очень точного вычисления координат приёмников GPS, используемых в наших гаджетах.

Компактный вариант атомных часов на основе цезиевого фонтана, называемый «Aerospace Cold Atom Clock», используется в спутниках системы GPS

Вычисление эталонного времени выполняется «ансамблем» из десяти NIST-F2, расположенных в различных исследовательских центрах, сотрудничающих с NBS. Точное значение атомной секунды получается коллегиально, и тем самым устраняются различные погрешности и влияние человеческого фактора.

Однако не исключено, что однажды цезиевый стандарт частоты будет восприниматься нашими потомками как весьма грубый механизм измерения времени, подобно тому, как ныне мы снисходительно смотрим на движения маятника в механических напольных часах наших предков.

Атомные часы являются наиболее точными приборами для измерения времени, которые существуют сегодня, и приобретают все большее значение с развитием и усложнением современных технологий.

Принцип работы

Атомные часы точное время отсчитывают не благодаря радиоактивному распаду, как может показаться по их названию, а используя колебания ядер и окружающих их электронов. Их частоту определяет масса ядра, гравитация и электростатический «балансир» между положительно заряженным ядром и электронами. Это не совсем соответствует обычному часовому механизму. Атомные часы являются более надежными хранителями времени, потому что их колебания не изменяются в зависимости от таких факторов окружающей среды, как влажность, температура или давление.

Эволюция атомных часов

За многие годы ученые поняли, что атомы обладают резонансными частотами, связанными со способностью каждого поглощать и испускать электромагнитное излучение. В 1930-х и 1940-х годах было разработано оборудование для высокочастотной связи и РЛС, которое могло взаимодействовать с частотами резонанса атомов и молекул. Это способствовало возникновению идеи часов.

Первые экземпляры были построены в 1949 году Национальным институтом стандартов и технологий (NIST). В качестве источника вибрации в них использовался аммиак. Однако они оказались ненамного точнее существующего стандарта времени, и в следующем поколении был применен цезий.

Новый стандарт

Изменение точности измерения времени оказалось настолько большим, что в 1967 году Генеральная конференция по мерам и весам определила секунду SI как 9 192 631 770 колебаний атома цезия на его резонансной частоте. Это означало, что время больше не было связано с движением Земли. Наиболее стабильные атомные часы в мире были созданы в 1968 году и использовались в качестве части системы отсчета времени NIST вплоть до 1990-х годов.

Вагон усовершенствований

Одним из последних достижений в этой области является лазерное охлаждение. Это улучшило отношение сигнал — шум и сократило неопределенность в тактовом сигнале. Для размещения этой системы охлаждения и другого оборудования, используемого для улучшения цезиевых часов, потребуется место размером с железнодорожный вагон, хотя коммерческие варианты могут поместиться в чемодане. Одна из таких лабораторных установок отсчитывает время в г. Боулдере, штат Колорадо, и является самыми точными часами на Земле. Они ошибаются лишь на 2 наносекунды в день или на 1 с в 1,4 млн лет.

Сложная технология

Такая огромная точность является результатом сложного технологического процесса. Прежде всего жидкий цезий помещают в печь и нагревают до тех пор, пока он не превратится в газ. Атомы металла на высокой скорости выходят через небольшое отверстие в печи. Электромагниты заставляют их разделиться на отдельные пучки с разными энергиями. Необходимый луч проходит через U-образное отверстие, и атомы подвергаются облучению энергией микроволнового излучения частотой 9.192.631.770 Гц. Благодаря этому они возбуждаются и переходят в другое энергетическое состояние. Затем магнитное поле отфильтровывает другие энергетические состояния атомов.

Детектор реагирует на цезий и показывает максимум при правильном значении частоты. Это необходимо для настройки кварцевого генератора, управляющего механизмом тактирования. Деление его частоты на 9.192.631.770 и дает один импульс в секунду.

Не только цезий

Хотя наиболее распространенные атомные часы используют свойства цезия, есть и другие их типы. Они отличаются применяемым элементом и средствами определения изменения энергетического уровня. Другими материалами являются водород и рубидий. Атомные часы на водороде функционируют подобно цезиевым, но требуют емкости со стенками из особого материала, препятствующего слишком быстрой потере атомами энергии. Рубидиевые часы наиболее просты и компактны. В них стеклянная ячейка, заполненная газообразным рубидием, изменяет поглощение света при воздействии сверхвысокой частоты.

Кому необходимо точное время?

Сегодня время можно отсчитывать с особой точностью, но почему это важно? Это необходимо в таких системах, как мобильные телефоны, интернет, GPS, авиационные программы и цифровое телевидение. На первый взгляд это не очевидно.

Пример того, как используется точное время, — синхронизация пакетов. Через среднюю линию связи проходят тысячи телефонных звонков. Это возможно только потому, что разговор не передается полностью. Телекоммуникационная компания разделяет его на мелкие пакеты и даже пропускает часть информации. Затем они проходят через линию вместе с пакетами других разговоров и на другом конце восстанавливаются, не смешиваясь. Система тактирования телефонной станции может определять, какие пакеты принадлежат данному разговору, по точному времени отправки информации.

GPS

Другой реализацией точного времени является система глобального позиционирования. Она состоит из 24 спутников, которые передают свои координаты и время. Любой приемник GPS может соединиться с ними и сравнить время трансляции. Разница позволяет пользователю определить свое местоположение. Если бы эти часы были не очень точными, то система GPS была бы непрактичной и ненадежной.

Предел совершенства

С развитием технологий и атомных часов стали заметны неточности Вселенной. Земля движется неравномерно, что приводит к случайным колебаниям продолжительности лет и дней. В прошлом эти изменения остались бы незамеченными, поскольку инструменты для измерения времени были слишком неточны. Однако, к большому разочарованию исследователей и ученых, время атомных часов приходится корректировать для компенсации аномалий реального мира. Они являются удивительными инструментами, способствующими продвижению современных технологий, но их совершенство ограничено пределами, установленными самой природой.

Самые точные часы | Вещи и изобретения

В не таком уж далёком прошлом физики считали, что между временем и силой тяжести — гравитацией — никакой связи не существует. Этот взгляд коренным образом изменился, когда Альбертом Эйнштейном была создана теория относительности, доказывающая, что в поле сильного тяготения, вблизи планет и звёзд, время идёт медленнее, чем вдали от них.

Такие разные времена

Возьмём, к примеру, Солнце. По диаметру оно в 109 раз больше Земли. И, соответственно, сила тяжести на «светильнике мира» почти в 30 раз больше земной. Поэтому рядом с Солнцем часы будут идти медленнее, чем на Земле. Правда, это отличие — мизерное, равное всего двум миллионным долям взятой единицы времени, оно практически неощутимо. Но за пять миллиардов лет существования Солнца и Земли срок набежал изрядный. Оказывается, на Солнце времени прошло на 10 тысяч лет меньше, чем на Земле!

Есть во Вселенной звёзды чудовищной плотности. Например, белые карлики в 200 тысяч раз «плотнее» Земли. А нейтронные звезды — в 40 триллионов раз! Естественно, что и время там замедляется очень сильно. У нас пройдёт, скажем, год, а на поверхности нейтронной звезды — только шесть месяцев.

Но зачем забираться так далеко? В 1960 году американским физикам Р. Паунду и Г. Ребке удалось с помощью сверхточных часов уловить разницу во времени между земной поверхностью и вершиной 20-метровой башни. А итальянские учёные поднялись с часами в горы, оставив другие часы у подножья. После опыта выяснилось: наверху часы ушли вперёд, а внизу, как и ожидалось, отстали на миллиардные доли секунды.

Кварцевый маятник

Понятно, что для подобных опытов нужна особая точность часов. Английский физик Чарльз Уитстон около двух веков назад заявил, что изобрёл точные электрические часы. У них, как и у механических, имелся маятник. Его подталкивали электромагниты. Казалось, задача решена. Однако на деле выяснилось, что электромаятник качается неравномерно, и это сильно сказывается на ходе часов.

Лишь 80 лет спустя после Уитстона его соотечественнику Джеймсу Шорту удалось создать электрические часы, и какие! По точности они превзошли все до того существовавшие.

Особенность часов Шорта заключалась в том, что у них было два маятника. Один — несвободный, или «рабский», как называл его сам изобретатель. Этот маятник управлял работой часового механизма. Другой, свободный, командовал первым, заставляя его качаться в такт с собой.

«Командир» находился прямо-таки в идеальных условиях: в — глубоком подвале, защищённый от сотрясений, при постоянной температуре. Мало того, воздух — для уменьшения его сопротивления — частично выкачивался из футляра часов. Связь между двумя маятниками была электрическая, с участием электромагнитов.

Часы Шорта получили название астрономических, так как использовались в обсерваториях. Они работали в 100 раз точнее самых лучших механических часов и за сутки могли ошибиться всего на две тысячных доли секунды.

А много лет спустя российский изобретатель из Феодосии Михайлович Федченко разработал электрочасы в 10 раз точнее часов Шорта. Но оказалось, что и это далеко не предел.

Появились часы, в которых роль маятника исполняла пластинка из минерала кварца, пьезокварц. Учёные заметили, что если к такой пластинке подвести переменный электрический ток, то в ней возникают колебания. Причём частота их сохраняется с поразительной точностью.

Кроме пьезокварца в часы поме щались электронные приборы и специальный электромотор. Колебания пластинки передавались через приборы мотору, и тот двигал стрелки часов. А поскольку частота колебаний кварцевой пластинки, как уже говорилось, исключительно постоянна, то и погрешность хода часов была крайне мала. За 100 лет работы кварцевые часы могут отстать или уйти вперёд лишь на три-четыре секунды!

Знаете ли вы что…

На земле есть условная пиния, соединяющая Северный и Южный полюса, пересекая которую с востока на запад попадаешь сразу в завтрашний день, а двигаясь обратно — во вчерашний. Линия проходит по 180-му меридиану.

Электронные или механические?

Но это в науке. А как в обыденной жизни? Непросто оказалось создать точные карманные и наручные электрочасы. Надо было оставить в них баланс и стрелочный механизм, а вместо заводной пружины использовать электрический привод, двигатель — конечно, миниатюрный, работающий от столь же миниатюрной батарейки.

Но беда заключалась в том, что таких маленьких батареек ещё не существовало. Только в 1920 году французским часовщикам удалось сделать первые электрические карманные часы.

Прошло ещё целых 35 лет, и вот, опять во Франции, наконец-то появились электрические наручные часы. А лет 10 спустя они уже выпускались тысячами.

Правда, эти часы были не очень надёжными. Дело в том, что батарейкам приходилось подключаться к приводу и затем отключаться от него до 150 раз в минуту. В год это примерно 80 миллионов раз! Места подключений — контакты — не выдерживали такой огромной нагрузки и довольно быстро выходили из строя.

Этот недостаток удалось устранить только при помощи микроэлектроники, когда радиодетали уменьшились чуть ли не до микроскопических размеров.

Тогда же возникла возможность создать кварцевые наручные часы; пьезокварц и вся необходимая электроника теперь умещались в небольшом корпусе. Появились электронные часы и со стрелками, и с цифровой индикацией — у них на циферблате время высвечивалось.

Когда электронные наручные часы стали привычными и широко распространились, стало казаться, что механическим скоро придёт конец, что они, с их сложным и тонким устройством, безнадёжно устарели. Ведь электронные проще в изготовлении и к тому же способны не только показывать время, но и, например, сообщать прогноз погоды, объявлять курс валют, служить радиоприемником. Да мало ли что ещё можно добавить в этот умный приборчик на руке.

Однако шло время, а механические наручные часы и не думали исчезать. Напротив, становились все лучше: все точнее. Часовые фирмы Швейцарии, США, Франции, Германии, Японии научились делать изумительно красивые, удобные и точные механичес кие часы. Появились особо редкие раритетные модели наручных часов, которые выпускаются в небольшом количестве или даже в единственном экземпляре.

Иметь на руке дорогие элитные часы стало престижно. Не только по костюму, но и по марке часов можно сразу определить, насколько успешен их владелец.

Время показало, что механические и электронные наручные часы — не конкуренты. Каждому своё. И те, и другие имеют право на существование.

Точнее природных

Уж до чего точны кварцевые часы, но атомные — несравнимо точнее. В них вместо маятника используются колебания атомов и молекул: например, в первых атомных часах (они были созданы в 1948 году) — молекул сильно разрежённого аммиачного газа.

В механических часах маятник делает одно-два колебания в секунду. Поэтому часовому механизму работать с ним в паре нетрудно. Совершенно другая картина в часах атомных. Здесь частота колебаний достигает десятков миллиардов в секунду. Сразу использовать такую частоту невозможно. С помощью электронных приборов она снижается во много раз, и лишь. после Этого ток поступает к электромотору, двигающему стрелки.

За сутки «аммиачные» часы могут допустить ошибку, равную всего нескольким миллионным долям секунды. Другими словами, погрешность измерения времени у этих часов меньше одной секунды за тысячу лет!

Но и это ещё не самая большая точность. Американские учёные создали часы, в которых используются колебания атомов редкого химического элемента цезия. На одну секунду цезиевые часы «просчитаются» только за 10 тысяч лет!

Потом появились рубидиевые атомные часы. Точность их так же велика, как и цезиевых, но занимают они значительно меньше места. Если цезиевые размещаются в шкафу, то рубидиевые уже можно носить в чемодане.

А не так давно учёными из Калифорнии были созданы водородные атомные часы просто невообразимой точности. Их ошибка — одна секунда за 30 миллионов лет!

Конечно, в повседневной жизни такая точность ни к чему. Но в астрономии, космонавтике, в изучении строения атома, в морской навигации — она крайне необходима. Например, с помощью атомных часов астрономы установили, что вращение Земли вокруг её оси нельзя считать равномерным. Выяснилось, что наша планета весной вращается чуть медленнее, чем осенью. Изменяется и длина суток, примерно на одну тысячную доли секунды. Таким образом, принимать суточное вращение Земли за образец точности уже не приходится. Рукотворные атомные часы оказались точнее природных!

Журнал: Тайны 20-го века №13, апрель 2011 года
Рубрика: История техник
Автор: Геннадий Черненко

Метки: Тайны 20 века, механизм, часы, атом, точность, ход, маятник

Атомные часы: принцип работы. Самые точные часы в мире

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.

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 —

Принцип работы

Эволюция атомных часов

Новый стандарт

Вагон усовершенствований

Сложная технология

Не только цезий

Кому необходимо точное время?

GPS

Предел совершенства

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.

Все о точности часов и наши 5 лучших рекомендаций

20 июля 2022 г.

от CHRONEXT

Точность редко рассматривается в мире часового искусства. В новых часах много чего ищут: стоимость, функциональность, дизайн и, конечно же, престиж. И все же есть один простой, но жизненно важный элемент, которым слишком часто пренебрегают потенциальные владельцы часов: точность.

Что такое точность?
Кварцевые часы
Механические часы
Наши лучшие 5

Что такое точность?

Но что на самом деле подразумевается под термином «точность»? Первое, что следует отметить, это то, что «точность» и «точность» не взаимозаменяемы. Часто люди говорят, что часы точны или точны, и обычно понимают, что это одно и то же. Наоборот, они оба имеют совершенно разные значения. Мы измеряем производительность хронометра на основе двух факторов: во-первых, его точности, а затем стабильности хода.

Если часы синхронизированы точно с универсальным скоординированным временем (UTC), которое является точкой отсчета для других часовых поясов, и отстают на 1,3 секунды на день позже, то точность часов составляет 1,3 секунды в день. Стабильность скорости, расскажите, как хронометр может показывать время с одинаковой точностью в течение определенного интервала времени. По сути, это не говорит нам, является ли время точным или нет, а скорее является ли оно последовательным. Если у вас есть часы со стабильным ходом, то вы можете назвать их точными часами.

Его дневное изменение скорости в один день может составлять -10 секунд. На следующий день может быть +8, потом +10, потом -5, потом -7, потом +4. Через пять дней часы будут точно синхронизированы со стандартом времени, и вы можете почувствовать, что у вас точные часы. На самом деле верно обратное: это не точные часы, а просто вопрос удачи и того, что вы посмотрели на часы в нужный момент. Если вам нужны точные часы, это не идеальная ситуация для вас.

Кварцевые часы

Самые точные часы на рынке используют кварцевые механизмы с кварцевой промышленностью, стандартизировавшей кварцевые кристаллы 32 кГц в качестве своих генераторов в 70-х годах, благодаря их надежности, небольшим размерам и низкому энергопотреблению. Так, например, батарея внутри кварцевых часов посылает электричество на кварцевый кристалл через электронную схему. Кристалл колеблется с определенной частотой: ровно 32768 раз в секунду. Схема подсчитывает количество вибраций и использует их для генерации регулярных электрических импульсов, по одному в секунду. Эти импульсы либо приводят в действие ЖК-дисплей, либо приводят в действие небольшой электродвигатель, который вращает зубчатые колеса, вращающие секундную, минутную и часовую стрелки часов.

Электронные устройства, измеряющие колебания дешевых кристаллов, оказались намного более точными, чем наши самые большие механические усилия. Лучшие кварцевые часы измеряют потерянные секунды годами, а не днями. Это одна из лучших причин подумать о покупке.

Механические часы

Механические часы имеют свое особое очарование. Однако, когда дело доходит до точности, необходимо учитывать и другие факторы. То, как вы носите часы, играет жизненно важную роль, и точность может меняться день ото дня.

Часы будут увеличивать или уменьшать время, когда они находятся в одном положении в результате силы тяжести, когда балансовое колесо вступает в игру, поскольку оно настраивается, чтобы компенсировать потери и выигрыши в разных положениях. Отрегулированные часы должны в целом работать в соответствии со спецификацией при ношении в течение дня. Когда вы снимаете часы ночью, вы можете попробовать разные положения, чтобы найти идеальное. Как правило, мы рекомендуем размещать его циферблатом вверх. Однако вы можете сами поэкспериментировать, чтобы найти идеальное положение.

Кроме того, температура также является ключевым фактором. Изменение температуры может привести к расширению или сжатию некоторых частей часов, однако во многих современных часах они сконструированы таким образом, чтобы компенсировать это, если только часы не подвергаются экстремальным изменениям погоды. Даже в этом случае простая регулировка может исправить это.

Новым механическим часам потребуется несколько недель, прежде чем они найдут свой импульс и будут «точно» показывать время. Обычно это делается для того, чтобы смазочные материалы, находящиеся внутри часов, могли быть распределены равномерно. Если вы обнаружите, что ваши часы работают медленно или быстро после первых нескольких недель, вы можете либо отрегулировать, либо отрегулировать.

Регламент: Если ваши часы постоянно идут быстро или медленно, решением будет соответствующее регулирование частоты ударов. Это довольно просто и может быть сделано быстро, повернув винт. Квалифицированный часовщик может выполнить эту задачу за несколько минут при наличии подходящего оборудования. На самом деле это одна из самых распространенных задач, выполняемых в нашей собственной часовой мастерской CHRONEXT.

Регулировка: Это в основном для часов, которые идут медленно или быстро, но неравномерно, особенно в разных положениях. Здесь балансовое колесо будет отрегулировано, чтобы компенсировать различные положения. Это также простая процедура, но она требует больше времени, так как каждую позицию необходимо контролировать и корректировать.

Наша пятерка лучших

Теперь, когда у вас есть общее представление о точности, позвольте представить вам некоторые часы с точностью, которой часовщикам удалось добиться чисто механическими средствами.

Rolex Datejust 41

Часы Datejust не известны своей высокотехнологичностью или спортивным характером, и именно это нам нравится в этих невероятных часах. У Rolex нет единственных «самых точных» часов — вместо этого они тестируют все свои часы на месте, чтобы убедиться, что они соответствуют чрезвычайно строгим стандартам надежности и точности с минимальной точностью +/- 2 секунды в день.

Модель Datejust 41 (арт. 126300) была одной из первых часов, оснащенных новым роскошным калибром Rolex 3235. Это, безусловно, один из лучших часовых механизмов, находящихся в массовом производстве на рынке, полностью обновивший предыдущую серию 3135. Среди множества новых патентов — сверхэффективный спусковой механизм Chronergy и измененная конструкция барабана главной пружины, обеспечивающая колоссальный 70-часовой запас хода. Все это в часах, известных своей классической сдержанной элегантностью.

Запас хода: 70 часов

Купить Rolex Datejust 41

Omega Planet Ocean

Когда дело доходит до самых точных часов, давним конкурентом Rolex всегда была Omega. Обе марки стали первопроходцами в том, что многие считают лучшими высокопроизводительными механизмами в истории механических часов. Одним из лучших является калибр Omega 8500, впервые выпущенный в 2007 году.

Калибр 8500 славится своим коаксиальным спуском, новаторским изобретением Джорджа Дэниэлса, позже приобретенного Omega. Хотя это не первый механизм, в котором используется коаксиальный механизм, он был первым, в котором был реализован весь потенциал спуска с использованием материалов со сверхнизким коэффициентом трения для уменьшения износа и повышения долговечности. Как и Rolex, часы Omega доказывают свою фантастическую точность с помощью дополнительных испытаний, выходящих далеко за рамки отраслевого стандарта COSC. Где найти его лучше, чем в любимом Seamaster Planet Ocean?

Запас хода: 60 часов

Купить часы Omega Planet Ocean

Breitling Superocean Heritage II

Эти превосходные часы для дайвинга, которые произвели фурор на недавней выставке Baselworlds, оснащены действительно превосходным механизмом, который Breitling называет B20. Однако его первоначальное название — MT5612, созданное Tudor, младшим партнером Rolex. Breitling действительно производит свои собственные очень качественные механизмы, и в этом случае она заключила соглашение о взаимном кредите с Tudor, чтобы каждый из них использовал калибр другой марки.

Возможно, механизм B20 не самый точный из когда-либо созданных, но он получил восторженные отзывы в отрасли. Его сила заключается не только в точности, но и в очень сбалансированном долгосрочном показателе, а также в долговечности, разработанной для сохранения высокой точности даже в условиях, в которых часто используются жесткие спортивные часы.

Запас хода: 70 часов

Магазин Breitling Superocean Heritage II

Zenith El Primero

Несмотря на почти исчезновение навсегда во время кварцевого кризиса 1970-х и 80-х годов, за последние 50 лет Zenith добилась выдающихся результатов в области механических технологий. Новые часы Zenith Defy Lab (и обновленная в этом году модель Inventor) считаются самыми точными механическими часами из когда-либо созданных, они работают с частотой 15 Гц и отклоняются не более чем на 0,3 секунды в день. К сожалению, он остается прототипом, еще не доступным для массового выпуска.

Тем не менее, модель El Primero пользуется широкой популярностью с тех пор, как в 1969 году стала первым автоматическим хронографом. Хронографы — сложные звери, с которыми можно справиться даже в лучшие времена, и сделать это с помощью механизма с необычайной частотой 5 Гц и безупречной точностью просто невозможно. поистине одно из величайших чудес современного часового искусства. Кроме того, классический дизайн остается таким же крутым, как и прежде.

Запас хода: 50 часов

Магазин Zenith El Primero

TAG Heuer Carrera Calibre 36

Калибр 36 фактически представляет собой модифицированную версию упомянутого выше El Primero. Как и Zenith, партнер LVMH, в последние десятилетия TAG Heuer экспериментирует со сверхвысокой точностью, производя фантастические концептуальные часы, такие как Mikrotimer, Mikrogirder и впечатляющий калибр 360 с точностью до сотых долей секунды. Для тех из нас, кто застрял в реальном мире, мы более чем счастливы обойтись этой великолепной Carrera, часами с безупречной гоночной родословной, оснащенными легендарной высокочастотной моделью El Primero.

Запас хода: 50 часов

Купить TAG Heuer Carrera

Citizen Caliber 0100 Обзор самых точных часов в мире

очень впечатляющий Citizen Calibre 0100, который также включает в себя самый точный в мире автономный часовой механизм. Я вернусь к этому через минуту. На самом деле меня очень радует, что часы Citizen Calibre 0100 (здесь как артикул AQ6021-51E) достаточно красивы снаружи, чтобы получить обильные комплименты от тех, кто понятия не имеет, что у них внутри. Элегантный и хорошо сложенный, помимо прочих достоинств, калибр 0100 является блестящим примером совершенства и скромности японских часов в стиле делового костюма. Часы настолько хорошо соответствуют ценностям культуры, которая их создала, и можно утверждать, что целью Citizen с калибром 0100 было воздать должное японской технике в целом.

По моему опыту, японское производственное мышление ценит точность, эффективность, производительность и долговечность превыше всего. Эти ценности, кажется, играют важную роль при понимании каждого аспекта Calibre 0100, от его визуального дизайна до усиленного титанового корпуса и браслета. Калибр 0100 начал свою общественную жизнь просто как механизм в корпусе карманных часов, который не будет продаваться в 2018 году. Год спустя, в 2019 году, Citizen наконец представил Калибр 0100 (блог о часах здесь). В 2018 году Citizen хотел сосредоточиться только на технологии движения, поскольку это была крупная инновация, обеспечивающая точность в пределах одной секунды в год. Сравните это с лучшими часами Rolex, которые можно купить за деньги, заявленная точность которых не превышает двух секунд в день (весьма впечатляюще по сравнению с другими механическими часами). Большинство часов даже не указывают приблизительную точность своих механизмов — именно так мало многие производители часов на самом деле ценят точность в наши дни. Точности, заметьте, добиться непросто, но давайте вернемся к разговору о движении позже. А пока я хотел бы продолжить разговор о калибре 0100 в целом как о наручных часах, а не просто о механизме.

Рекламное сообщение

Citizen, при всей своей тщательной подготовке к созданию корпуса для размещения этого прекрасного механизма, похоже, забыл дать этому корпусу (часам) имя. Это часы Calibre 0100 с механизмом Calibre 0100 (cal.0100). Это сделает обсуждение каждого из них по отдельности немного сложным для многих людей. «Reference AQ6021-51E» тоже не слетает с языка. Поскольку это полностью японские часы, мне бы очень хотелось увидеть их в следующий раз с таким же японским названием.

Часы сами по себе очаровательны и очень приятны на вид, их скромные, разумные размеры составляют всего 38 мм в ширину (на самом деле это ближе к 37,5 мм). Это примерно столько же, сколько я пойду, как тот, кто предпочитает короткие рукава. Было бы правильно сказать, что Калибр 0100 словно создан для ношения в рукавах. Сказав это, циферблат, который никогда не уклоняется от света (даже когда собирает его), достаточно привлекателен, чтобы его можно было носить с короткими рукавами и какой-либо умеренно повседневной одеждой. Большинство серьезных японских часов, как правило, имеют такую ширину и, безусловно, формальный стиль, поэтому направление дизайна соответствует тому, что вы ожидаете от любых конкретных часов Citizen, которые были созданы с невероятной гордостью.

Толщина корпуса всего около 9 мм (несмотря на глубокий циферблат) с расстоянием между выступами примерно 44 мм. Он также водонепроницаем до 50 метров и покрыт слегка выпуклым сапфировым стеклом. Я хочу остановиться здесь и похвалить Citizen за то, что сапфировое стекло было идеально изготовлено с нужным количеством антибликового покрытия, чтобы не создавать бликов. Если кто-нибудь захочет узнать, как правильно делается выпуклое сапфировое стекло, просто обратитесь к Citizen Calibre 0100.

Рекламное сообщение

Большинство людей удивлены невероятным ощущением легкости калибра 0100 даже на браслете. Часы полностью изготовлены из титана Grade 5, но сам корпус отполирован как сталь. Это означает полностью отполированный безель, что чрезвычайно сложно сделать из титана. Даже когда вы можете так полировать титан, большинство компаний этого не делают. Почему? Потому что ничто другое (кроме, скажем, платины) не царапается так, как полированный титан. Я не переживаю, потому что, опять же, это японские часы, а в Японии настоящая ненависть к видимому износу. В корпусе Calibre 0100 используется Super Titanium, запатентованный процесс Citizen для создания твердого, устойчивого к царапинам слоя поверх базового титана.

Citizen, безусловно, предлагает Super Titanium в менее дорогих часах, но большинство других часов для делового костюма на браслете не такие легкие… а если и светятся, то уж точно не такие устойчивые к царапинам. Итак, у вас есть часы для делового костюма из титана, владельцу которых не нужно сразу беспокоиться о царапинах — насколько это восхитительно по-японски?

Некоторые версии часов Calibre 0100 поставляются с ремешком, но я всегда предпочитаю металлические браслеты, когда они доступны. Этот браслет очень удобный и, как я уже говорил выше, легкий на ощупь. Это дизайн в стиле семи звеньев, в котором используется красивая встроенная раскладывающаяся застежка с кнопкой. Все в браслете сделано хорошо, но дизайн для некоторых несколько банален. Кроме того, определение размера браслета лучше всего делать профессионалу, поскольку Citizen разработал его немного сложнее, чем может показаться на первый взгляд. Я также хотел бы, чтобы браслет предлагал небольшую функцию микрорегулировки. Я думаю, что приложив некоторые усилия, Citizen мог бы разработать исключительно практичную и незаметную микрорегулировку браслетов на своих более дорогих продуктах.

Моя любимая часть циферблата Calibre 0100 — это то, что легко не заметить, а именно изящно изогнутая секундная стрелка. Эта функция является наиболее привлекательной частью циферблата, как визуально, так и интеллектуально. Во-первых, давайте поговорим о том, как устроена рука и как она работает. Большинство кварцевых механизмов имеют серьезные ограничения по весу рук, которые они могут нести. Легкие руки часто короче и не так привлекательны, учитывая их относительную простоту. Некоторые кварцевые механизмы имеют «высокий крутящий момент», что означает, что они способны управлять более тяжелыми руками. Калибр 0100 — именно такой механизм.

Механизм был разработан не только для того, чтобы нести более тяжелые секундные стрелки, но и для устранения эффекта хлесткости, из-за которого секунды на меньших часах «заикаются» при движении по циферблату и в конечном итоге выглядят дешево. Да, механизм Grand Seiko 9F также имеет эту функцию, но Citizen имеет несколько преимуществ. Каждые часы Calibre 0100 собираются вручную, причем частью процесса сборки является выравнивание секундной стрелки. Grand Seiko делает это, но, насколько мне известно, она не включает в себя противоударную систему, которая выравнивает руки, которые могли трястись не на своем месте. Это функция, которую Casio также имеет в своих модных продуктах, и теперь Citizen использует эту интеллектуальную систему, чтобы механизм Calibre 0100 работал с точностью в течение многих лет.

Таким образом, секундная стрелка калибра 0100 точно отрегулирована вручную для точного попадания в каждую метку, прямо на метку, и изогнута вниз, чтобы еще раз подтвердить этот факт. Наблюдать за тем, как он работает, — настоящее удовольствие для любителей часов. Они также изготовлены из латуни с покрытием, что придает им первоклассный вид, в основном ассоциирующийся с механическими часами, которые, как правило, носят более тяжелые стрелки. Кроме того, есть тот факт, что точность часов составляет одну секунду в год — деталь, о которой вы будете помнить, когда будете одержимы совершенством, присущим работе маленького тикающего кусочка металла. Я также хочу добавить, что Citizen включает в себя функцию, которая в большинстве своем редко встречается в кварцевых часах, которая позволяет регулировать только часовую стрелку. Это позволяет вам корректировать время во время путешествия или для перехода на летнее время, не нарушая точности работы часового механизма.

Сам дизайн циферблата прост, если не сказать минималистичен. Помимо крошечного текста в положении «6 часов», единственным текстом на циферблате Calibre 0100 является нанесенный логотип Citizen. Большая часть циферблата отведена алмазно-полированным (в том числе матовым) стрелкам и соответствующим часовым меткам. Их сверхплоские полированные поверхности отражают свет, создавая ощущение роскоши, но не размывают свет, что затрудняло бы читаемость. На циферблате также есть тонкие напечатанные секундные индикаторы и почти ничего больше. Однако циферблат не лишен деталей.

При внимательном рассмотрении циферблата можно обнаружить энергичные формы, используемые для стрелок и часовых механизмов, а также привлекательную и мужественную форму удлиненного шестиугольника для черного циферблата. Это лицо также разработано, чтобы предложить эффект скрытой призмы, который позволяет свету проходить сквозь него. Citizen — самая передовая компания в мире, когда речь идет о производстве светопроницаемых циферблатов, благодаря созданию часов Eco-Drive со световым приводом. Немного света на циферблате идет на зарядку люминофора, так как стрелки и четыре часовых метки окрашены небольшими участками люминофора.

Несмотря на то, что Калибр 0100 очень традиционен по тематике, это совсем не часы в стиле ретро. Citizen мастерски включает в себя элементы исторического японского дизайна циферблата, но придает ему современное ощущение формы, текстуры и отделки, которые я нахожу действительно привлекательными. Небольшим намеком на «современный» характер часов является нетипичная геометрическая заводная головка, которая, вероятно, выглядит именно так, поскольку Citizen не предполагает, чтобы ее владелец использовал ее слишком часто (если, конечно, он не путешествует). На задней крышке часов находится задняя крышка с видом на механизм калибра 0100.

Хотя это уже не новшество, все равно приятно видеть, как высококлассный кварцевый механизм с гордостью демонстрирует свой механизм через заднюю часть часов, похожих на механические часы. Механизм Calibre 0100 украшен преимущественно антрацитовой отделкой, которая хорошо сочетается с циферблатом. Одной из изящных особенностей, которые можно увидеть при просмотре механизма, является моторная система, плотно обмотанная медной проволокой.

Такое движение вы хотели бы увидеть, и я надеюсь, что, когда Citizen продолжит выпускать 0100 после первого ограниченного тиража, он продолжит демонстрировать его. А теперь давайте закончим обзор, рассказав о самом механизме Calibre 0100. В предыдущих статьях aBlogtoWatch о часах и механизме Citizen Caliber 0100 обсуждалась большая часть технической истории механизма. Я рекомендую читателям, интересующимся внутренней работой этого движения и его развитием, ознакомиться со статьями по ссылкам выше. Тем не менее, я кратко расскажу об основных темах для обсуждения и помогу рассмотреть механизм калибра 0100 в перспективе.

Если вы хотите, чтобы на вашем запястье хронометраж был лучше, чем калибр 0100, вам нужно надеть часы с атомными часами. Они существуют и требуют экзотической и отдельной системы, которая измеряет стабильную форму ядерного разложения на основе сохранения времени. Эти редкие часы совсем не элегантны (не говоря уже о том, что их нельзя носить или они практичны). И, как утверждает Гражданин, эти механизмы также не являются автономными — калибру 0100 не нужно полагаться на стороннюю систему, чтобы получать точность в одну секунду в год.

Калибр 0100 похож на обычный кварцевый механизм, но на стероидах. Также случается обойтись более мощной системой, полагаясь на питание от батареи, которая постоянно заряжается только светом. Калибр 0100 может быть величайшим достижением любого механизма Citizen Eco-Drive, поскольку он генерирует мощность, достаточную для высокочастотного кварцевого механизма. Как это возможно, для меня загадка, которую Гражданин по понятным причинам держит при себе.

О какой высокой частоте идет речь? Обратите внимание, что часы Omega MegaQuartz (около 45 лет назад), которые работали на более низкой частоте, имеют срок службы батареи около шести месяцев (на довольно большой ячейке). Часы с питанием от света работают с использованием специальных приемов для снижения энергопотребления. Большинство кварцевых часов (включая большинство механизмов Eco-Drive) работают на частоте 32 768 Гц и обеспечивают точность около 10-15 секунд в месяц. Citizen Calibre 0100 работает на частоте 8 400 000 Гц, поэтому точность составляет всего одну секунду в год. 8,4 МГц — это буквально скорость примитивного компьютерного процессора, и его скорость с точки зрения часового механизма допускает лишь наноразмерные части ошибок (которые отрицательно влияют на точность).

Хотя их стратегия по внедрению этой структуры в механизм наручных часов до сих пор остается секретом, Citizen открыто заявляет о том, что в калибре 0100 используется кварцевый кристалл другой формы, отличной от «y-образной огранки», используемой в большинстве других кварцевых часов. Вместо этого в Calibre 0100 используется кварцевый осциллятор «AT cut», который может обеспечить более высокую производительность, но также больше зависит от окружающей среды (всегда проблема с наручными часами, которые оказываются в любой среде, в которой находится их владелец). Команда инженеров Citizen смогла найти способ использования этой новой (для часов) части кварцевой технологии хронометража, и опять же, это лишь одна из впечатляющих инженерных историй в механизме Calibre 0100.

Теперь вы, наверное, понимаете, почему Citizen ждал своего 100-летия как компании, чтобы представить калибр 0100. С точки зрения часового энтузиаста, эти чрезвычайно элегантные наручные часы сочетают в себе мощь микроинженерных инноваций и предлагают классические (и рекордные) характеристики. Любой неспециалист может понять и оценить превосходную точность механизма, а также прочный корпус и долговечный эстетический стиль корпуса часов Calibre 0100 и дизайна циферблата. Часы Calibre 0100, объединяющие многое из того, что хорошо делает Citizen как компания, — это не просто привлекательные часы, выпущенные ограниченным тиражом, которые поднимают планку для всего бренда, но и любовное письмо сотрудников компании, в которой они работают. важное событие 100-летия изготовления часов.

Citizen не чужд роскошным часам как таковым, но, в отличие от Seiko, они еще не добились слишком большого глобального успеха благодаря своей ярмарке более высокого класса. Несколько лет назад Citizen привлек много внимания, когда выпустил часы Campanola (одни из которых были вторыми или около того часами, которые я когда-либо рассматривал на aBlogtoWatch), которые позиционировались как коллекция кварцевых часов высокого класса. В наши дни эти часы в лучшем случае остаются нишевыми. Позже Citizen также приобрел несколько швейцарских брендов роскошных часов, а также владеет фабрикой La Joux-Perret в Швейцарии. Я говорю все это, чтобы дать некоторый контекст участию Citizen в сегменте роскошных часов. Калибр 0100 стоит не так, как обычные часы Citizen. Вы получаете намного больше за свои деньги, но потребители не часто тратят деньги Rolex на Citizen.

Тем не менее, Гражданин знает, что при выходе на новое место могут потребоваться годы, чтобы действительно проникнуть на рынок. Я надеюсь, что Calibre 0100 — это только начало длинного наследия роскошных кварцевых часов класса люкс от бренда, который основывался на первоначальном обещании Eco-Drive с точностью до одной секунды в год. Это отличное начало. Цена часов Citizen Calibre 0100 артикул AQ6021-51E (лимитированная серия 500 экземпляров) составляет 7400 долларов США . Узнайте больше на сайте Citizen здесь .

Необходимые данные
> Бренд: Citizen
> Модель: Caliber 0100 (Ссылка AQ6021-51E при тестировании)
> Цена: $ 7,400,
> Размер: 38 ММ-ММ-ММ-ММ,
>. Расстояние от ушка до ушка ~44 мм
>Когда рецензент будет носить его лично: В качестве повседневного ношения, когда он хочет рассмотреть свое запястье и увидеть проблеск невозможного иначе совершенства. Конечно, как часы для делового костюма. Когда по какой-либо другой чрезвычайной причине необходима аналоговая точность.
>Друг, которому мы бы порекомендовали его в первую очередь: Точность и аккуратность гайка, который любит классику так же сильно, как и научную фантастику.
>Лучшая характеристика часов: Механизм невероятен и красив, как и должны быть роскошные часы. Общий дизайн часов очень хорошо иллюстрирует людей, которые их создали. Дизайн циферблата и читаемость превосходны. Корпус очень легкий, а конструкция Super Titanium очень надежна.
>Худшая характеристика часов: Браслет хорош, но мог бы иметь немного больше характера. Размер корпуса мал для многих пользователей. Покупателям потребуется некоторое время, чтобы приспособиться к новой более высокой цене Citizen.

Citizen Calibre 0100 — самые точные часы в мире?

13.05.2019

Новые часы Citizen Calibre 0100, выпущенные ограниченным тиражом, имеют точность в пределах одной секунды в год. И они экологичны для загрузки.

Хила Бауэр

Участник и специальные проекты

В 1970-е годы так называемый «Кварцевый кризис» поразил швейцарскую часовую промышленность. Впервые в наручных часах были представлены механизмы с батарейным питанием (кварцевые). Эти часы быстро завоевали популярность среди потребителей, поскольку были дешевле. Новые часы в большинстве случаев были намного дешевле своих механических аналогов, что привело к резкому падению продаж швейцарских часовщиков. Кварц был провозглашен (некоторыми) будущим часов, и хотя кварцевые часы по-прежнему прочно удерживают позиции на рынке, механические часы в среднем и верхнем ценовых диапазонах продаются лучше, чем когда-либо.

Аккумулятор Citizen’s Better

Однако есть особые кварцевые часы, которые выделяются среди остальных. Citizen был одним из первых часовщиков, использующих кварцевые механизмы, но бренд заявил, что быстро понял недостатки кварцевых часов, а именно короткое время автономной работы, неудобный процесс замены батарей и, самое главное, экологические проблемы утилизации батарей. В то время как часовой мир сходил с ума от новых кварцевых часов с батарейным питанием, Citizen продвинул эту концепцию еще на один шаг вперед.

Citizen Calibre 0100 Limited Edition

Power from Light

Как Citizen решил проблемы, которые они выявили? Они создали часы с батареей, которая перезаряжалась энергией света и не нуждалась в замене. Задолго до перезаряжаемых мобильных устройств, работающих от электричества, 40 лет назад компания Citizen разработала технологию, использующую энергию света для зарядки аккумулятора. Эта технология была ласково названа Eco-Drive.

Задняя крышка часов Citizen Calibre 0100 Limited Edition

Спасение Земли.

Одни часы за раз

Можно сказать, что Citizen был ранним адаптером, чувствительным даже в 1970-х годах к здоровью нашей планеты. Eco-Drive был ударом по устойчивости, прежде чем кто-либо когда-либо использовал этот термин. Батарейки для часов Eco-Drive не требуют замены и заряжаются всякий раз, когда циферблат часов подвергается воздействию света. Это в значительной степени постоянный источник питания (часы заряжаются и при искусственном освещении). В отличие от наших вездесущих подключенных часов, технология Eco-Drive не устаревает, и не скоро. Ведь ему уже 40 лет.

Citizen Calibre 0100 Limited Edition

Использование силы света

Так как же часы получают свет? Через крошечные микроскопические отверстия в циферблате, невидимые невооруженным глазом. Световые лучи чрезвычайно тонкие и составляют от 400 до 600 нанометров. Нанометры составляют одну миллиардную часть метра, поэтому они могут пройти через очень маленькое пространство.

Citizen Calibre 0100 Limited Edition

Последнее достижение Citizen — сверхточный калибр 0100

С 0100 Citizen делает еще один скачок вперед с еще более высоким уровнем точности, чем когда-либо прежде. Часы имеют поразительную точность всего плюс-минус ОДНА СЕКУНДА в год. Чтобы представить это в перспективе, минимальная точность, необходимая для сертификации COSC (Contrôle Officiel Suisse des Chronomètres) для механических часов, составляет от -4 до +6 секунд в день. Достижение точности с помощью механического механизма намного сложнее по самой своей природе, поэтому сравнивать их не совсем корректно.

Citizen Calibre 0100 Limited Edition задняя крышка

Форма кристалла определяет точность

Citizen 0100 благодаря своим кристаллам необычной формы обеспечивает точность следующего уровня. Эта новая форма кристалла помогает Citizen 0100 достичь максимальной точности. Большинство кварцевых часов содержат кристаллы кварца в форме камертона. Тем не менее, новый калибр Citizen 0100 имеет кварцевые генераторы с огранкой AT, которые являются цельными и имеют форму ромба. Согласно бренду, AT-cut обладает более высокой устойчивостью к температуре и силе тяжести. Преимущество кварцевого генератора с AT-срезом заключается в том, что он демонстрирует меньший эффект старения в своих колебаниях, чем вилкообразные генераторы. Citizen предварительно тестирует частоту всех своих кристаллов Citizen 0100 в рамках производственного процесса, выбирая только те, которые демонстрируют минимальные изменения с течением времени.

Citizen Calibre 0100 Limited Edition

Часы тоже хорошо выглядят

Корпус 0100 и дизайн циферблата элегантны и минималистичны. Главное легко читается, без лишних украшений, отвлекающих владельца. Корпус из белого золота или титана вдохновлен формой кристалла, тонко повторяющего кварцевые генераторы часового механизма. Две модели, версия из белого золота и версия из титана с черным циферблатом, имеют секундные индексы. Секундные стрелки точно совпадают с каждым из 60-секундных индексов, что само по себе является трудным достижением. На самом деле, это довольно редко. Компания Citizen использовала уникальную технологию изготовления микроструктур с высоким соотношением сторон для отдельных компонентов.

Citizen Calibre 0100 Limited Edition на запястье

Ограниченная доступность

Citizen не оставил камня на камне с новым Calibre 0100. Однако они будут выпущены в ограниченном количестве. Будет выпущено всего 100 экземпляров версии из белого золота. Для версий из титана цифры немного выше: 500 для версии с черным циферблатом и 200 для версии с перламутровым циферблатом. Цены на Citizen также относительно высоки: 16 800 долларов за версию из белого золота и 7 400 долларов за версии из титана. Даже по такой цене часы дают владельцу право хвастаться. Кто еще может сказать, что их часы точны с точностью до секунды в течение всего года?

(Фотография Лиама О’Доннелла)

Артикул
Часы

04.10.2019

Фотогалерея: комиксы, косплей и гражданин на New York Comic Con 2019

By Watchonista

Вчера стартовал New York Comic Con, который обещает выходные с панелями, памятными вещами, спойлерами и, конечно же, косплеем. Гражданин любезно пригласил…

Полное руководство по высокоточным кварцевым часам | WatchTime

Придя на любую встречу часовщиков с кварцевыми часами, вы, скорее всего, получите дверь, захлопнутую перед вашим носом. Я шучу, шучу — но только отчасти. С тех пор, как индустрия механических часов восстановилась перед лицом катастрофы, которую навлекли на себя японские часовщики, многие так называемые часовые энтузиасты (снобы могли бы быть более подходящим , псевдоним ) категорически отказывались выпускать часы с батарейным питанием. часы заканчиваются на их запястьях. Это справедливо? Зависит — конечно, любой, кто называет себя энтузиастом часов, скорее всего, влюбился в механические часы, но это не обязательно означает, что кварцевые часы следует оставить на морозе. За последние десять с лишним лет в области кварцевых технологий произошли некоторые захватывающие разработки, которые привели к появлению новой области часов под названием HAQ (High Accuracy Quartz), основной целью которых является точность. Простой совет, который следует помнить, заключается в том, что любые кварцевые часы, которые могут похвастаться скоростью плюс-минус десять секунд в год, могут считаться HAQ. В то время как в этой области все еще доминируют наши друзья из Японии, несколько швейцарских брендов бросили свою шляпу на ринг и пытаются определить следующий этап в области точного хронометража. Ради этой статьи мы будем определять HAQ как нечто, имеющее встроенный регулятор, а не что-то, что полагается на внешнюю силу, такую как атомные часы или GPS, для поддержания точности.

Longines VHP

Longines Недавний набег на HAQ закончился выпуском Conquest V.H.P. (Very High Precision) на выставке Baselworld 2017. Вместо того, чтобы прыгнуть в мир умных часов, как многие другие швейцарские бренды, Longines удвоила усилия и выпустила одни из самых точных кварцевых часов из когда-либо существовавших . Насколько мы можем судить, это первые швейцарские часы, которые могут похвастаться ± пятью секундами 90 322 в год 90 323, что в конечном итоге составляет менее полсекунды каждый месяц. Одной из самых крутых особенностей этих часов является система определения положения передач, которая позволяет стрелкам часов автоматически синхронизироваться, если они случайно смещаются в результате удара или магнитного поля. Он также может похвастаться вечным календарем в дате, что означает, что часы знают продолжительность каждого месяца и когда наступает високосный год, поэтому вам никогда не придется возиться с датой. У заводной головки также есть забавный трюк: вы можете настроить часы либо медленно, отсчитывая каждую минуту, либо при быстром повороте часовая стрелка будет прыгать через каждый час, чтобы минутная стрелка оставалась точной. На выставке Baselworld 2018 бренд представил несколько новых моделей VHP, в том числе новый набор хронографов. Цены начинаются от 1000 долларов.

Bulova Precisionist

Bulova представила коллекцию Accutron II в рамках линейки Precisionist в 2014 году. тренируйтесь двигать руками с помощью оригинального Аккутрона. Это было еще в 1960 году; В 2010 году, после того как за два года до этого компания Citizen купила его, бренд решил вернуть себе наследие, предлагая исключительно точные часы с 9 калибром.0045 Линия Precisionist . Красота Precisionist заключается в том, что ничто другое в этом списке не может предложить — плавная секундная стрелка. Поскольку часы бьются с частотой 262 кГц, что соответствует 16 тактам в секунду, они обеспечивают гладкую секундную стрелку, которую любители механических часов долго копили на энтузиастов кварцевых часов. Технически они не соответствуют нашим рекомендациям по 10 секундам в год, скорее они предлагают скорость 5 секунд в месяц, но их стоит упомянуть из-за огромного количества доступных моделей и доступной цены. В 2014 году Bulova использовала свою историю, чтобы представить модель 9.0045 Коллекция Accutron II из линейки Precisionist. Цены начинаются от 350 долларов.

Grand Seiko 9F

Grand Seiko SBGV207 с калибром 9F

Вы можете обвинить Seiko в выпуске первых кварцевых часов еще в 1969 году. и, как и любая революционная технология, кварцевые часы стоят немалых денег. В то время как Seiko по-прежнему продает много кварца в наши дни, ее последнее запатентованное изобретение появилось благодаря более дорогому собрату 9.0045 Grand Seiko с калибром 9F . Этот специальный калибр использует термокомпенсирующий механизм для измерения температуры сотни раз в день, а затем использует информацию для регулировки частоты колебаний кварца, чтобы компенсировать любые отклонения. Калибр 9F претендует на точность плюс-минус 10 секунд в год (калибр Grand Seiko Spring Drive 9R также чрезвычайно точен, но утверждает, что показывает плюс-минус 15 секунд в месяц). Цены начинаются от 2200 долларов.

Breitling Superquartz

Breitling Cockpit B50 Night Mission

Линейка часов Breitling Superquartz представляет собой элитный сегмент часового рынка. Долгое время Breitling закупала свои высококачественные термокомпенсированные кварцевые модели у ETA. Однако, начиная с Cockpit B50, выпущенного в 2014 году, Breitling начала производить собственные сверхточные кварцевые модели благодаря запатентованной технологии Superquartz . Термокомпенсированный, сертифицированный COSC и заявленный как точный в пределах 10 секунд в год, аналого-цифровой прибор Cockpit B50 положил начало новой волне для бренда, которая продолжилась выпуском Exospace B55 и Colt Skyracer. На момент выпуска Cockpit B50 стоил 7200 долларов, а Colt Skyracer, выпущенный в 2017 году, стоил примерно 2000 долларов. Имейте в виду: если вы являетесь поклонником моделей Breitling HAQ, возможно, сейчас самое время выбрать одну из них, потому что, как мы недавно сообщали, генеральный директор Жорж Керн собирается постепенно исключать изделия с кварцевым механизмом из каталога бренда с небольшим количеством исключений.

Omega Spacemaster Z-33

Все знают Omega Speedmaster и Seamaster, но насколько вы знакомы с Spacemaster ? Модель Omega Spacemaster Z-33, впервые выпущенная в 2012 году, была вдохновлена культовой формой корпуса «Pilot Line», первоначально увиденной в 1969 году. плюс два часовых пояса в 12-часовом или 24-часовом формате, а также будильник, хронограф и таймер обратного отсчета. Все это благодаря многофункциональному калибру 5666 с термокомпенсацией, который может похвастаться скоростью плюс-минус 10 секунд в год. Корпус титановый и стоит $5,9.00 на каучуковом или кожаном ремешке или 6600 долларов на титановом браслете.

Citizen Chronomaster

Citizen Chronomaster AQ1030-57H

Часы Citizen , ранее доступные только в Японии, недавно представили свою знаменитую модель Citizen Chronomaster более широкой мировой аудитории. Доступные в бутике японского бренда Time Square в Нью-Йорке, модели AQ1010-54A, AQ1030-57H и AQ1040-53A оснащены калибром A010, который побил рекорд самых точных кварцевых часов с точностью ± 5 секунд в год, когда он был впервые представлен в 2011 году. Все три модели также включают функцию вечного календаря. Хотя часы используют термокомпенсацию, чтобы оставаться точными, они питаются от запатентованной Citizen технологии Eco-Drive на солнечной энергии. Цены начинаются от 2275 долларов на момент публикации.

Сохранить

Самое точное движение в мире | Т0 | T-Zero

Grand Seiko , мощный дальневосточный производитель элитных часов, представил самый точный в мире механизм.

Возьмите длинную и тонкую плоскую проволоку, скрутите ее по спирали, хорошо закрутите, продолжайте до тех пор, пока она не перестанет закручиваться. Затем резко оторвите руку от провода. Поздравляю, вы только что преобразовали потенциальную энергию в кинетическую. При этом вы быстро разрядили энергию источника питания ваших механических часов. Здесь этот провод, намотанный вручную или через ротор, обеспечивает энергию, необходимую для работы всех механических часов. В механизме есть десятки деталей, которые прямо или косвенно могут влиять на точность хода часов. Войны точности, которые были явлением с момента изобретения механических часов, продолжают свою популярность как один из самых востребованных предметов часового мира даже спустя столетия. Seiko утверждает, что они предлагают самый точный механический калибр Calibre T-Zero.

Главная пружина в предыдущем абзаце имеет максимальную потенциальную энергию в полностью заведенном состоянии. Естественно, он прикладывает очень высокий крутящий момент к движущимся частям механизма. Поскольку мощность в главной пружине со временем уменьшается, значение крутящего момента, передаваемого этим проводом на другие части, также уменьшается. Естественно, в силовой передаче могут возникать дисбалансы. Чтобы устранить эту проблему дисбаланса, балансировочная вилка, работающая по логике маятника, обеспечивает контролируемую передачу энергии, запасенной в пружине, на колеса. По крайней мере, в теории. На практике не все так гладко.

Источник проблемы может быть определен как пружина, пытающаяся вращать колеса с различными значениями крутящего момента в разное время. В этом случае главная пружина, обеспечивающая одинаковый крутящий момент в любых условиях, означает механизм, который всегда работает с желаемой скоростью. Одним из методов, используемых для этого высоким часовым искусством, является механизм «Fusee-Chain». Боевая пружина, помещенная на коническую шестерню и притянутая цепью, состоящей из невероятно мелких деталей, теряет крутящий момент при каждом обороте. Однако значение мощности, передаваемой на шестерни, может оставаться постоянным, так как диаметры внахлест постоянно изменяются благодаря сложенной форме конической конструкции, с которой соединена шестерня. Это очень сложная система, которая имеет свои недостатки.

Другой метод, механизм передачи постоянной мощности, гарантирует, что пружина постоянной мощности, расположенная рядом с основной пружиной, передает на баланс одинаковое значение крутящего момента. Неподвижная пружина передачи мощности, которая передает энергию от главной пружины к балансировочному механизму в управляемых колебаниях, является лишь одной из вспомогательных систем, используемых для достижения высоких значений точности. Поскольку фиксированный механизм передачи мощности содержит меньше движущихся частей и содержит меньше движущихся частей, чем система Fusée-Chain, это относительно более удобное решение для адаптации к наручным часам, но инженерные и конструктивные проблемы делают невероятно сложной интеграцию этой системы в механизмы.

В процессе регулирования мощности главной пружины вступает в действие еще один продукт высокого часового искусства – пружина баланса Tourbillon. Tourbillon — это система, разработанная для устранения проблем с точностью, вызванных тем, что пружина баланса подвергается воздействию силы тяжести под одним и тем же углом и не справляется в достаточной мере со значением крутящего момента, предлагаемым пружиной, уменьшающейся во времени. В то же время, это одна из тех усложнений, за которыми больше всего гонятся любители часов.

Калибр Grand Seiko T0 Constant-Force Tourbillon, представленный в сентябре 2020 года, впервые в истории часового искусства объединяет турбийон и механизм передачи постоянной силы на коаксиальной оси, претендует на звание самого точного механического механизма в мире. движение.

Единственным отличием от Grand Seiko T0 является то, что впервые в мире механизм с фиксированной мощностью оснащен балансом Tourbillon. Стопорное колесо из керамики, шестерни, изготовленные с использованием технологии микроэлектромеханической системы (MEMS), и многие другие детали высокого часового искусства играют важную роль в объединении T0.

Калибр T0 основан на калибре Grand Seiko 9S65. Он содержит множество проверенных и одобренных инженерных деталей на протяжении многих лет. Среди особенностей механизма — баланс без регулировки, который гораздо более устойчив к ударам и ударам, пружина баланса, работающая с частотой 4 Гц (28800 полуколебаний в час), и запас хода 50 часов.

Такой механизм, как T0, претендующий на высокую точность в своих лучших проявлениях, должен регулироваться как точно, так и практично. В этом случае функция hacking-second является обязательной. Отсутствие возможности остановить пружину баланса с помощью рычага не должно было стать препятствием для инженеров Seiko, так как механизм, получивший функцию «взлома секунд» за счет взаимодействия с кареткой турбийона, дает пользователю непревзойденный опыт установки времени.

Можно с уверенностью сказать, что Grand Seiko Calibre T0 — вершина японского часового искусства. Даже инженерия, высочайшее мастерство и уровень дизайна, используемые в T0, являются важной вехой для всех мировых брендов, включая швейцарских производителей. T0 — это концептуальное движение на данный момент. Масса еще не началась, и, похоже, впереди сложный, но увлекательный процесс для инженеров Seiko, как и для нас, любителей часов.

Как работают кварцевые часы

Перейти к основному содержанию [войти]

03 октября 2022 г.

Точнее, кварц — он просто лучше

Ролекс
Гранд Сейко
Джон Майер
Говорящие часы
Спидмастер
Турбийон
Просмотр фильмов
Булгари
Часы для дайвинга
Пилотные часы

Спецификация Увеличение окна даты с TAG Heuer Aquaracer WBP201B

Доктор Джейн Десборо выступит с лекцией в Часовом обществе Нью-Йорка

Фоторепортаж «Безумные часы, большие дебаты и хорошие времена» на форуме часовой недели Dubai Watch Week в Нью-Йорке

Заставил тебя посмотреть.

Джек Форстер

16 июня 2022 г.

Выбор редакции

Сотрудники выбирают конкурс на 10 тысяч долларов: вот что мы бы купили прямо сейчас
Фотоотчет Мы побывали на баскетбольных площадках Нью-Йорка — и часы, которые мы увидели, удивили нас
Часы в дикой природе Амазонское приключение с Oris Wings Of Hope Limited Edition

Заглавное изображение: Citizen Calibre 0100, точность ±1 секунда в год.

Первое, что я сделал, присоединившись к HODINKEE в 2015 году, — напечатал несколько статей о кварцевых часах, исходя из предположения, что, поскольку они существуют с 1969 года и необратимо и навсегда изменили ход современной часового дела, они могут быть интересны публике – мы с Карой Баррет придумали название «Неделя кварца». Оглядываясь назад, возможно, мы были чрезмерно оптимистичны — было некоторое предсказуемое возмущение, и один из комментариев, который я помню наиболее ярко, гласил: «Джек Форстер испортил HODINKEE… Я скучаю по старому HODINKEE», на что другой член сообщества ответил: «Что, вы имеете в виду последний неделя?»

Прошло уже семь лет (по состоянию на 1 июня), и, конечно, компания довольно сильно изменилась, но если есть что-то, что не изменилось, так это то, что кварц до сих пор раздражает некоторых из нас. Это, я думаю, естественное проявление психологической динамики сообщества энтузиастов — вы определяете себя тем, что любите, но вы также определяете себя тем, что отвергаете. Как будто мы все являемся частью одного маленького королевства, но в каждой деревне есть свои правила и запреты. «Возможно, мы не самая большая и не самая причудливая деревня в Королевстве часового искусства, но, по крайней мере, мы не принимаем проклятые окна даты, в отличие от этих проклятых бездельников из соседней проклятой деревни». И так далее.

Тем не менее, как сказал Ф.П. Журн сказал Каре Барретт, когда запускал кварц Élégante: «Кварц… это великое изобретение. Я думаю, что г-н Бреге в 1800 году, если бы у него была возможность изобрести кварц, он бы это сделал!» Кварц, на первый взгляд, представляет собой полную противоположность тому, что многие из нас находят интересным в часах и часовом деле, и, конечно же, есть множество очевидных отличий — например, батарейки. Но на поверхности больше сходства, чем вы думаете.

Первые кварцевые часы Seiko Astron появились на рынке в Рождество 1969 и довольно быстро кварцевые часы практически затмили механические часы. С тех пор были достигнуты огромные успехи практически во всех аспектах кварцевого часового искусства – время, можно сказать, не стояло на месте – но принципы остались теми же, что и в 1969 году.

Кварцевые часы содержат некоторые основные элементы. Это сам кварцевый кристалл, источник питания и схема, которая подает электричество на кварцевый кристалл и подсчитывает количество вибраций. Кварц производит электричество, когда деформируется, но он также деформируется, когда через него пропускают ток (это то, что называется пьезоэлектрическим материалом). Если вы вырежете кристалл определенной формы и пропустите через него ток определенного напряжения, кристалл будет вибрировать с определенной частотой. Кристаллы большинства кварцевых часов имеют форму камертона.

Типичное кварцевое стекло для часов в форме камертона.

Кварцевые часы обычно рассчитаны на вибрацию с частотой 32 768 Гц. Схема синхронизации отслеживает количество колебаний, и когда число достигает 32 768, схема синхронизации увеличивает отображение (это другой важный компонент) на одну секунду. (32 768 — это 15-я степень числа 2, поэтому разделить вибрацию на один сигнал для увеличения дисплея очень просто). Частота генератора намного выше, чем возможная для обычного баланса, и это ключ к превосходным характеристикам кварцевых часов, при прочих равных условиях. Конечно, механические часы очень высокого качества имеют отличные шансы превзойти кварцевые часы более низкого качества, но законы физики, описывающие стабильность скорости в генераторах, полностью на стороне кварца. Повышение точности наручных и часовых механизмов во многом связано с погоней за более высокими частотами: от высокочастотных механических механизмов с частотой 36 000 полуколебаний в час до камертонных механизмов, таких как Accutron, и кварцевых часов. Самые точные часы в мире, Citizen 0100, имеют кварцевый кристалл специальной огранки с частотой 8 388 608 Гц — 23-я степень числа 2, как это бывает.

Citizen Calibre 0100 — самые точные часы из когда-либо созданных.

Это кажется простым, и сейчас это так, но нужно было преодолеть немало технических препятствий, чтобы практичные, доступные и долговечные кварцевые часы стали повсеместными. Пьезоэлектрические свойства кварца были открыты в 1880 году, что заложило теоретическую основу для кварцевых часов, а первые работающие кварцевые часы были созданы в Bell Labs Джозефом Хортоном и Уорреном Моррисоном в 1927 году. Кварцевые регуляторы первого поколения были большими, настольными.

Чтобы уменьшить их до размера запястья, потребуется еще 42 года. Самыми большими проблемами были электропитание и миниатюризация схем — получить аккумулятор с достаточным объемом памяти, который был бы достаточно мал, чтобы поместиться в корпус часов, не было до тех пор, пока в конце 1950-х годов не дебютировало первое поколение электронных часов (Hamilton Electric 500, а затем Accutron в 1960 году). К 1969 году как швейцарские, так и японские исследователи имели в руках практические технологии для кварцевых часов, и всего через четыре месяца после запуска Astron были выпущены первые швейцарские кварцевые часы с механизмом Beta 21.

Кварцевые часы могут показаться бездушно безошибочными устройствами, в которых столько же романтики по сравнению с механическими часами, сколько в крылатой ракете с элегантной рапирой. Однако, как и в случае с механическими часами, существуют дикие различия в качестве. На самом низком уровне у вас есть штампованные металлические механизмы без драгоценных камней, которые в лучшем случае могут показывать время с точностью ± 15 секунд в месяц (хотя все же намного лучше, чем многие механические часы). С другой стороны, у вас есть сверхточные, высококачественные, надежные механизмы, такие как Grand Seiko 9.F, высокочастотные механизмы, подобные тем, что используются в Longines VHP и Bulova Precisionist, и, конечно же, Citizen Calibre 0100 с точностью до ±1 секунды в год. Кварцевые генераторы подвержены дрейфу частоты, как и любые другие механические генераторы, причем температура является одним из главных виновников (как и в механическом часовом деле), а самые точные кварцевые механизмы почти всегда включают некоторую форму температурной компенсации.

Grand Seiko 44GS SBGP017, точность ±5 секунд в год.

Ничто из этого не означает, что существует эмоциональная эквивалентность удовольствий, предлагаемых механическими часами, по сравнению с удовольствиями, предлагаемыми кварцевыми часами. Я просто хочу отметить, что кварцевые часы обогнали механические часы в качестве портативных хронометров из-за присущей им большей стабильности кварцевого генератора, а также, если вы склонны к любопытству, есть много интересных и очень существенных различий в качестве между кварцевые механизмы, а также.