Buzz
Đồng hồ nguyên tử là thiết bị đo thời gian chính xác dựa trên dao động của nguyên tử. Độ chính xác của nó dựa trên tần số dao động không đổi của nguyên tử, làm cho nó trở thành một trong những loại đồng hồ chính xác nhất hiện nay.
Cách thức hoạt động
Một giây trong hệ đo lường quốc tế (SI) được xác định từ năm 1967 là thời gian mà bức xạ từ nguyên tử cesium (Cs-133) chuyển đổi giữa hai trạng thái năng lượng khác nhau. Tần số của sự chuyển đổi này, được tính bằng Δν = ΔE/h (với h là hằng số Planck), là tiêu chuẩn cho độ chính xác của đồng hồ nguyên tử.
Đồng hồ nguyên tử chủ yếu sử dụng máy cộng hưởng từ sóng, một thiết bị có khả năng tự điều chỉnh tần số và so sánh với tần số bức xạ từ nguyên tử. Khi hai giá trị này bằng nhau, máy dò sẽ nhận được tín hiệu cực đại, sản sinh ra 9.192.631.770 xung mỗi giây.
Độ chính xác của máy cộng hưởng từ sóng thường đạt khoảng 10^-15 (chênh lệch 1 giây sau 300 triệu năm).
Lịch sử phát triển
- 1949: Đồng hồ nguyên tử đầu tiên sử dụng chuyển động của phân tử Amonia được phát triển bởi Viện tiêu chuẩn và kĩ thuật Quốc gia Hoa Kỳ (NIST, trước đây là NBS). 1955: Louis Essen thành công chế tạo đồng hồ nguyên tử sử dụng chuyển động nguyên tử Cs tại phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia Anh (NPL). Ngoài nguyên tử Cs, còn sử dụng nguyên tử Rubidium, Hiđrô và các nguyên tử hay phân tử khác để đạt độ chính xác ngày càng cao hơn.
Lĩnh vực ứng dụng
Đồng hồ nguyên tử được sử dụng để đo thời gian chính xác, xác định và đồng bộ hóa múi giờ và hệ thống giờ với nhau. Ngoài ra, chúng còn được dùng trong tên lửa, máy bay không người lái, và đặc biệt là đo thời gian để xác định khoảng cách trên vệ tinh trong các hệ thống định vị như GPS, GLONASS hay Galileo.
