Atomic Clocks Explained

Um Relógio Atômico Radioativo?

An relógio atômico Mantém o tempo melhor do que qualquer outro relógio. Eles ainda mantêm o tempo melhor do que a rotação da Terra e o movimento das estrelas. Sem o relógio atômico, a navegação GPS seria impossível, a Internet não iria sincronizar, e a posição dos planetas não seria conhecida com precisão suficiente para que as sondas espaciais e os landers fossem lançados e monitorados.

Um relógio atômico não é radioativo, não depende da decomposição atômica. Em vez disso, um relógio atômico tem uma massa oscilante e uma mola, assim como relógios comuns.

A grande diferença entre um relógio padrão em sua casa e um relógio atômico é que a oscilação em um relógio atômico está entre o núcleo de um átomo e os elétrons circundantes. Essa oscilação não é exatamente um paralelo à roda do balanço e a um relógio de relógio, mas o fato é que ambas usam oscilações para acompanhar o tempo de passagem. As freqüências de oscilação dentro do átomo são determinadas pela massa do núcleo e a gravidade e "primavera" eletrostática entre a carga positiva no núcleo e a nuvem de elétrons que o rodeia.

Quais são os tipos de relógio atômico?

Hoje, embora existam diferentes tipos de relógio atômico, o princípio por trás de todos permanece o mesmo. A principal diferença está associada ao elemento utilizado e aos meios de detecção quando o nível de energia muda. Os vários tipos de relógio atômico incluem:

O relógio atômico de césio emprega um feixe de átomos de césio. O relógio separa átomos de césio de diferentes níveis de energia por campo magnético.

O relógio atômico de hidrogênio mantém átomos de hidrogênio no nível de energia requerido em um recipiente com paredes de um material especial, de modo que os átomos não perdem seu estado de energia mais alto rapidamente.

O relógio atômico Rubidium, o mais simples e o mais compacto de todos, usa uma célula de vidro de gás de rubídio que muda sua absorção de luz na freqüência óptica de rubídio quando a freqüência de microondas circundante está correta.

O relógio atômico comercial mais preciso disponível hoje usa o átomo de césio e os campos e detectores magnéticos normais. Além disso, os átomos de césio são interrompidos de zips para frente e para trás por raios laser, reduzindo pequenas mudanças na freqüência devido ao efeito Doppler.

Quando o Relógio Atômico foi inventado? relógio atômico

Em 1945, o professor de física da Universidade de Columbia, Isidor Rabi, sugeriu que um relógio poderia ser feito a partir de uma técnica que ele desenvolveu nos 1930 chamados de ressonância magnética de feixe atômico. Por 1949, o National Bureau of Standards (NBS, agora o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, NIST) anunciou o primeiro relógio atômico do mundo usando a molécula de amônia como fonte de vibrações, e por 1952 anunciou o primeiro relógio atômico usando átomos de césio como fonte de vibração, NBS-1.

No 1955, o Laboratório Físico Nacional (NPL) na Inglaterra construíram o primeiro relógio atômico de feixe de césio usado como fonte de calibração. Na próxima década, foram criadas formas mais avançadas dos relógios atômicos. Em 1967, a 13th Conferência Geral sobre Pesos e Medidas definiu o SI segundo com base nas vibrações do átomo de césio; O sistema de manutenção do tempo do mundo já não tinha uma base astronômica nesse ponto! NBS-4, o relógio atômico de césio mais estável do mundo, foi completado em 1968, e foi usado nos 1990s como parte do sistema de tempo NPL.

No 1999, o NPL-F1 começou a operar com uma incerteza de peças 1.7 em 10 para a potência 15th, ou precisão para cerca de um segundo em 20 milhões de anos, tornando-o o relógio atômico mais preciso já feito (uma distinção compartilhada com um padrão similar em Paris).

Como o tempo do relógio atômico é medido?

A freqüência correta para a ressonância específica de césio é agora definida por acordo internacional como 9,192,631,770 Hz, de modo que, quando dividido por este número, a saída é exatamente 1 Hz, ou o ciclo 1 por segundo.

A precisão de longo prazo alcançável pelo moderno relógio atômico de césio (o tipo mais comum) é melhor do que um segundo por um milhão de anos. O relógio atômico de hidrogênio mostra uma melhor precisão de curto prazo (uma semana), aproximadamente 10 vezes a precisão de um relógio atômico de césio. Portanto, o relógio atômico aumentou a precisão da medida do tempo cerca de um milhão de vezes em comparação com as medidas realizadas por meio de técnicas astronômicas.

Synchonising para um relógio atômico

A maneira mais simples de sincronizar um relógio atômico é usar um servidor NTP dedicado. Esses dispositivos receberão o sinal de relógio ataônico GPS ou ondas de rádio de locais como NIST ou NPL.

Este post foi escrito por

Richard N Williams

Richard N Williams é um autor técnico e especialista em Server e Tempo indústria sincronização do NTP. Richard N Williams no Google+

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