Contunico © ZDF Enterprises GmbH, MainzPodívejte se na všechna videa k tomuto článku
Atomové hodiny, typ hodin, který využívá určité rezonanční frekvence atomů (obvykle cesia nebo rubidia) k měření času s extrémní přesností. Elektronické součásti atomových hodin jsou regulovány frekvencí mikrovlnného elektromagnetického záření. Pouze pokud je toto záření udržováno na vysoce specifické frekvenci, vyvolá kvantový přechod (změnu energie) atomů cesia nebo rubidia. V atomových hodinách jsou tyto kvantové přechody pozorovány a udržovány ve zpětnovazební smyčce, která upravuje frekvenci elektromagnetického záření; stejně jako opakující se události v jiných typech hodin jsou pak tyto vlny počítány.
V roce 1967 13. generální konference o mírách a vahách nově definovala sekundu, jednotku času v Mezinárodní soustavě jednotek, z hlediska cesiového etalonu tak, aby se rovnala sekundě efemeridového času. Konference definovala sekundu jako „trvání 9 192 631 770 period záření odpovídajícího přechodu mezi dvěma hyperjemnými hladinami základního stavu atomu cesia-133.“
Do 90. let 20. století byly atomové hodiny s cesiovým paprskem nejpřesnějším standardem atomového času a frekvence. Princip, na kterém jsou cesiové hodiny založeny, spočívá v tom, že všechny atomy cesia-133 jsou identické, a když absorbují nebo uvolňují energii, produkují záření o přesně stejné frekvenci, což z atomů činí dokonalé časomíry. Od té doby laboratoře po celém světě neustále zlepšují přesnost atomových hodin s cesiovou fontánou. Název těchto hodin je odvozen od fontánovitého pohybu plynné cesiové složky. Proces měření času začíná zavedením plynného cesia do vakuové komory a nasměrováním šesti infračervených laserů (umístěných v pravém úhlu k sobě), které zhutní a ochladí (zpomalí) atomy cesia na teplotu blízkou absolutní nule. Poté se použijí dva vertikální lasery, které posunou atomy asi o metr nahoru (vytvoří „fontánu“) skrz mikrovlnami naplněnou dutinu. Mikrovlnná frekvence je vyladěna tak, aby maximalizovala pozorovanou fluorescenci, která se vyskytuje na přirozené rezonanční frekvenci (9 192 631 770 Hz) atomu cesia. Vzhledem k tomu, že okružní cesta mikrovlnnou dutinou trvá přibližně jednu sekundu, vedlo řízení mikrovlnné frekvence k větší přesnosti měření času. Předpokládá se, že nejlepší cesiové fontánové atomové hodiny se nyní za více než 50 milionů let zkreslí o méně než jednu sekundu.
Encyclopædia Britannica, Inc.
.