captcha image

A password will be e-mailed to you.

Zegar atomowy fontanna cezowa. Źródło: NPL

Ten zegar nie przyspieszy ani nie spóźni się nawet o sekundę przez co najmniej 100 mln lat. Pod Poznaniem naukowcy uruchomili ultradokładny czasomierz działający w oparciu o chmurę atomów cezu.

Jeden z najdokładniejszych na świecie zegarów rozpoczął właśnie pracę w Laboratorium Czasu i Częstotliwości Centrum Badań Kosmicznych PAN w Borówcu pod Poznaniem. Zbudowali go polscy naukowcy we współpracy z zespołem Narodowego Laboratorium Fizycznego (National Physical Laboratory NPL) w Wielkiej Brytanii. Budową czasomierza kierował dr Krzysztof Szymaniec, wybitny specjalista w dziedzinie atomowych wzorców częstotliwości.

Dokładność tego urządzenia jest niesamowita. Zegar może pomylić się o 1 sekundę po 158 mln lat! A trzeba wiedzieć, że precyzyjny pomiar czasu to nie lada sztuka. W kilkunastu najlepszych laboratoriach świecie działają precyzyjne zegary atomowe, których wskazania są uśredniane pod okiem Międzynarodowego Biura Miar i Wag w Sèvres pod Paryżem. Tak powstaje międzynarodowa skala czasu atomowego TAI i UTC. Do szacownego grona laboratoriów współtworzących wzorzec czasu dołączyło laboratorium w Borówcu. To również jedyny polski ośrodek, który działa w ramach europejskiego satelitarnego systemu lokalizacji Galileo (a którego istotnym elementem jest precyzyjne wyznaczanie czasu).

Co to jest „fontanna cezowa” i dlaczego precyzyjnie wyznacza upływ czasu?

W ultraprecyzyjnym czasomierzu zamknięta w komorze próżniowej chmura atomów cezu jest podrzucana ku górze niczym woda w fontannie. Gdy opada, naukowcy kierują na nią promieniowanie mikrofalowe.

Fontanna cezowa po zainstalowaniu w CBK PAN w Borówcu. Źródło: CBK PAN

O to, w jaki sposób atomy cezu mogą odmierzać czas, zapytaliśmy Piotra Dunsta z Laboratorium Czasu i Częstotliwości CBK PAN w Borówcu, który współtworzył ten unikalny czasomierz.

„Cezowa fontanna atomowa jest pierwotnym wzorcem jednostki czas układu SI sekundy. W Polsce ta aparatura jest najdokładniejszą realizacją oficjalnej definicji sekundy. Zawdzięcza to użyciu m. in. zimnych atomów, które chłodzone są laserami wbrew pierwszemu przypuszczeniu, że świecąc na coś laserem, możemy jedynie dostarczać energii, czyli podgrzewać. Jeśli jednak lasera użyje się w odpowiedni sposób, dzięki przeciwlegle biegnącym wiązkom można wytracać energię kinetyczną atomów.

Zimne atomy to wolno poruszające się atomy, a takie mogą dłużej oddziaływać z polem mikrofalowym o częstotliwości 9 192 631 770 Hz. Właśnie ten dłuższy czas interakcji z polem mikrofalowym pozwala nam precyzyjnie generować wspomnianą częstotliwość 9 192 631 770 Hz, a przenosząc to na sygnały czasu, 1 sekundę”.

Dodajmy jeszcze, że interakcja atomów cezu z promieniowaniem mikrofalowym wspomnianej wyżej częstotliwości powoduje świecenie tych atomów. Cała sztuka polega na tym, żeby dostroić mikrofale do rezonansowej częstotliwości wywołującej interakcję z jak największą liczbą atomów cezu.

0 0 votes
Article Rating
Subscribe
Powiadom o
guest

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.

0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
Nie ma więcej wpisów
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x
%d bloggers like this: