Zaman işleyişi "bir , iki ..." diye saymak kadar basit olabilir. arka bahçe futbolunda blitz yapmadan veya büyükbaba saatindeki bir sarkacın ileri geri salınımlarını izlemeden önce.
Her iki durumda da işin püf noktası, mümkün olduğunca az değişiklikle tekrar tekrar meydana gelen bir şeyin aralıklarını saymaktır. Diyelim ki bir sarkaç salınımı , bildiğimiz kadarıyla dakika ve saatten oluşan zaman işleyişi birimi olan bir saniyeye eşittir.
Ancak en iyi mekanik sarkaçlar ve kuvars kristali tabanlı saatler bile tutarsızlıklar geliştirir. Enerji verilmiş bir atomdaki doğal ve kesin "titreşim", zaman işleyişi için çok daha iyidir.
Radyo dalgaları gibi belirli radyasyon frekanslarına maruz kaldıklarında, bir atom çekirdeğinin yörüngesinde dönen elektron adı verilen atom altı parçacıklar , enerji durumları arasında ileri geri "sıçrayacaktır". Bu nedenle, atomlar içindeki bu sıçramaya dayalı saatler, saniyeleri saymak için son derece hassas bir yol sağlayabilir.
O halde bir saniyenin uzunluğuna ilişkin uluslararası standardın atomlara dayalı olması şaşırtıcı değil. 1967'den bu yana, saniyenin resmi tanımı, sezyum adı verilen elementin bir atomunun iki enerji durumu arasında titreşmesini sağlayan 9.192.631.770 radyasyon döngüsüdür.
Bir sezyum atom saatinin içinde, sezyum atomları radyo dalgalarından geçtikleri bir tüpten aşağı akıtılır . Bu frekans saniyede 9.192.631.770 devir ise, o zaman sezyum atomları "rezonansa girer" ve enerji durumlarını değiştirir.
Tüpün ucundaki bir detektör, ona ulaşan ve enerji durumlarını değiştiren sezyum atomlarının sayısını takip eder. Radyo dalgası frekansı saniyede 9.192.631.770 devire ne kadar ince ayarlanmışsa, dedektöre o kadar çok sezyum atomu ulaşır.
Dedektör, bilgileri radyo dalgası üretecine geri besler. Radyo dalgalarının frekansını, ona çarpan sezyum atomlarının tepe sayısıyla senkronize eder. Atom saatindeki diğer elektronikler bu frekansı sayar. Sarkacın tek bir salınımında olduğu gibi, frekans sayısı karşılandığında bir saniye işaretlenir.
1950'lerde yapılan ilk kaliteli atomik saatler sezyuma dayanıyordu ve on yıllar boyunca daha yüksek hassasiyetler için bilenmiş bu tür saatler, dünya çapında resmi zamanı tutmak için kullanılan temel olmaya devam ediyor.
NIST-F1 sezyum atomik saati, o kadar kesin bir frekans üretebilir ki, günlük zaman hatası yaklaşık 0,03 nanosaniyedir, bu da saatin 100 milyon yılda bir saniye kaybedeceği anlamına gelir.
Süper hassas zaman işleyişi, yüksek hızlı elektronik iletişim, elektrik şebekeleri ve Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS) gibi modern yaşamın birçok unsurunun ayrılmaz bir parçasıdır .
0 Yorumlar