原子物理学の基本原理によれば、原子がエネルギー状態から低エネルギー状態に遷移すると、電磁波が放出されます。同じ原子の電磁波の特徴的な周波数は肯定的であり、非常に正確な時間を維持するための凶悪犯として使用することができます。
原子時計は、原子電磁波の特性周波数と同期してメトロノームの時間パルスを生成します。
2020年の終わりに、「ネイチャー」は、米国のマサチューセッツ工科大学の研究者の結果のレポートを公開しました。これらの研究者は、量子エンタングルメントを使用して新しい原子時計を設計しました。約140億年（現在の宇宙について）稼働する場合年齢）、原子時計は10分の1秒以内に時間精度を保つことができます。同じ時期に、以前の最先端の原子時計は約0.5秒離れていました。
人間は時間の経過に気づいたので、周期的な現象を使って追跡し始めました。古代、人々は空の太陽と月の動きを観察して時間の動きを判断していました。社会科学管理技術企業の発展に伴い、人間の労働時間を測定する手段はますます進歩しています。 15世紀には、振り子と時計仕掛けからなる脱進機が誕生し、現代の機械式時計の中核となりました。その後、時計は時間の周期的な振動によって計時されました。その後、原子時計の登場は人間の計時の歴史に大きな革命をもたらし、天文学の巨視的分野から物理学の微視的分野へと計時の基準を変え、それ以来、歴史は「天文学の第二」時代から「原子の第二」時代へと移り、人類を開放しました。時間測定の新しい段階。人間の時間の測定と追跡は、宇宙の起源にますます近づいています。
原子振動を追跡して時間を測定する
私たちの生活では、時間は通常、分と秒で測定されます。宇宙探査、通信とナビゲーション、天文観測、産業自動化の分野では、正確な時間測定のためにより高い要件が提唱されています。時間は通常、1000分の1秒、さらには100万分の1秒と測定されます。設計要件を満たすために、多くの精密時計が誕生し、原子時計もその1つでした。
原子時計は、最も正確な時間測定と周波数標準を使用した、世界で知られている最も正確な計時装置です。同時に、この規格は、テレビ放送やGpS衛星の信号伝送を制御するために広く使用されている国際的な時間と周波数の変換ベンチマークとも見なされています。原子時計の開発には、量子物理学、電気、構造力学などの複数の分野が関わっていますが、現在、独立した研究開発能力を持っている国はごくわずかです。
原子物理学の基本原理によれば、原子は、異なる電子の順序でのエネルギー差、つまり核を取り巻く異なる電子層のエネルギー差に従って、電磁エネルギーを吸収または放出します。原子がエネルギー状態から低エネルギー状態に遷移すると、電磁波が放出されます。この不連続な電磁波の周波数は、人々が共鳴周波数と呼ぶものです。同じ種類の原子の共振周波数は固定されています。たとえば、セシウム133の共振周波数は9192631770サイクル/秒です。原子時計は、レーザーを使用して原子の共振周波数を測定し、正確なタイミングを実現します。
ほぼ完全な時間測定のために、原子時計は個々の原子の振動を追跡する必要があります。しかし、量子力学の法則によれば、測定すると、原子振動はコインを弾くように動作します。複数回平均することによってのみ、比較的安定した値を得ることができます。これは、物理学者が標準の量子限界と呼んでいます。 「これが、今日の原子時計が、同じタイプの何千もの原子で構成されるガスを測定して、それらの平均振動を推定するように設計されている理由です。
アトミッククロックには多くの種類がありますが、その背後にある原理はほぼ同じです。現在、原子時計で最も一般的に使用されている原子には、水素、セシウム、ルビジウム、その他の金属原子が含まれます。しかし、周期表には100を超える要素があります。なぜ科学者は、これらの種類の原子に弱い点があるのでしょうかcharging locker。
これは、金属原子に価格電子が1つしかないためであり、理論モデルは比較的単純です。長期の実験では、セシウム原子時計が金属原子の中で最も安定しており、誤差は1秒/ 2000万年と低くなる可能性があることがわかっています。
hj5418bは、Taifu Electronicsが開発した高精度、高信頼性、高性能のルビジウム原子周波数標準光源です。この製品は、高安定ルビジウム発振器とGPS高精度タイミング、周波数測定、時間同期技術を有機的に組み合わせたものです。同時に、ルビジウム発振器の出力周波数は、gps衛星セシウム原子時計信号と調整および同期され、周波数信号の長期安定性と精度を向上させ、セシウム時計のオーダーの高精度の時間と周波数標準を提供できます。これは、通信、ラジオ、テレビなどの部門の代替品です。セシウムクロックの費用対効果の高い製品。
水素原子時計は、水素原子を特殊な材料で作られた容器に保持するため、水素原子は、より高いエネルギー状態を急速に失うことなく、必要なエネルギーレベルを維持しますが、周囲温度は変化し、マイクロ波共振器の経年劣化により出力周波数が変化し、水素原子時計の長期性能が低下しますが、これらの影響を低減するために、自動チューナーを使用して共振器の周波数を常に必要な周波数で動作させ、新しいものを使用することができます。水素原子時計の長期性能を向上させる温度制御システム。
ルビジウム原子時計は、すべての原子時計の中で最もシンプルでコンパクトで、ルビジウムガスで満たされたガラスの空洞を使用しています。周囲のマイクロ波信号の周波数が適切な場合、ルビジウムガスはルビジウム原子の振動に追従しません。作動周波数はその光吸収率を変化させます。ルビジウム原子時計はGpS衛星セシウム原子時計と同期しており、出力周波数のドリフトはほとんどありません。その性能はセシウム原子時計と同等であり、セシウムビーム管の寿命が短く、交換費用が高いという問題はありません。
