Zegar atomowy
Zegar atomowy to urządzenie mierzące czas, które opiera się na zliczaniu okresów atomowego wzorca częstotliwości. Jest to technologia, która zrewolucjonizowała pomiar czasu dzięki swojej niezwykłej dokładności.
Historia
Pomysły na zegary atomowe sięgają 1879 roku, kiedy Lord Kelvin zaproponował ich koncepcję. Pierwszy zegar atomowy, zbudowany w 1949 roku w amerykańskim Narodowym Biurze Standaryzacji, wykorzystywał linię spektralną amoniaku. Chociaż był mniej dokładny od zegarów kwarcowych, udowodnił, że pomiar czasu na bazie atomów jest możliwy.
W 1955 roku Louis Essen skonstruował pierwszy dokładny zegar atomowy oparty na izotopie cezu-133, co przyczyniło się do globalnego uznania definicji sekundy opartej na czasie atomowym. Obecnie najnowocześniejsze zegary atomowe mogą osiągać dokładność do 10-18, co oznacza, że mogą mierzyć czas z precyzją odpowiadającą jednej sekundzie w ciągu wieku Wszechświata.
W 2004 roku naukowcy z amerykańskiego National Institute of Standards and Technology zaprezentowali miniaturowy zegar atomowy, którego rozmiary odpowiadały ziarnu ryżu. Jego dokładność była tysiąckrotnie wyższa od zegarów kwarcowych, z dopuszczalnym odchyleniem wynoszącym 1 sekundę w ciągu 300 lat.
Zastosowania
Zegary atomowe są zbyt kosztowne dla indywidualnych użytkowników, jednak ich dokładność jest wykorzystywana w różnych aplikacjach, takich jak:
- Transmisja czasu przez fale radiowe (np. DCF77).
- Nawigacja satelitarna (GPS, GLONASS, Galileo).
W Polsce znajduje się kilkanaście zegarów atomowych, które są wykorzystywane do wyznaczania krajowej skali czasu atomowego TA(PL). W grudniu 2014 roku uruchomiono pierwszy w Polsce optyczny zegar atomowy oparty na atomach strontu.
Wśród najbardziej precyzyjnych zegarów wyróżniają się masery wodorowe oraz optyczne zegary atomowe. W 2019 roku przeprowadzono testy zegara Deep Space Atomic Clock, który ma być standardowym wyposażeniem przyszłych misji kosmicznych NASA.
