Атомные часы – самые точные в мире, они используются в работе космических станций, для вождения судов и в навигационных системах. Но можно ли установить дома сверхточный атомный будильник?
В основе измерения времени атомными часами лежит периодичность колебаний электронов в атоме. Эталоном точности считаются колебания в атомах цезия-133, по ним определяется длительность секунды – это 9 192 631 770 колебаний при абсолютном нуле и отсутствии внешних воздействий.
Главное достоинство атомных часов в том, что они не отстают и не убегают. Для того, чтобы показания отклонились на 1 секунду, потребуется от 30 миллионов до 15 миллиардов лет. Именно высокая точность позволяет использовать атомные часы в навигационных системах (в том числе GPS, ГЛОНАСС, Galileo), в которых расстояние определяется по времени приема сигнала со спутника. Применяются атомные часы в работе космических кораблей, морских судов и подводных лодок, на базовых станциях сотовой связи, а также в научных экспериментах, например, для проверки теорий времени.
Почему мы все не пользуемся такими точными часами? Дело в том, что атомные часы – громоздкое, сложное и дорогостоящее устройство, включающее в себя систему охлаждения до абсолютного нуля (–273,15 ⁰С). Первые подобные часы были построены в 1952 году в США, а сейчас ими оснащено несколько центров эталонного времени по всему миру.
Часы NIST в Боулдере, Колорадо на основе атомов иттербия считаются одними из самых точных даже среди атомных часов. Изображение: Burrus/NIST
Тем не менее, существуют так называемые атомные часы для дома и даже наручные устройства. Конечно, в них нет изотопов цезия и системы охлаждения. Высокая точность обеспечивается за счёт радиосинхронизации с центрами эталонного времени. Например, в США для работы домашних атомных часов используются часы в Боулдере (Колорадо), передающие сигналы точного времени на частоте 66 кГц. По радиочастотам устройства получают двоичный код, который устанавливает на них точное время и при необходимости корректирует его.
В России атомные часы также продаются и работают, но для синхронизации они используют передатчик DCF77 в Майнфлингене (Германия), транслирующий сигналы на частоте 77,5 кГц. И хотя сверхдлинные волны преодолевают большие расстояния, фактически синхронизация домашних атомных часов возможна только на европейской части России. Причём по отзывам пользователей, чтобы поймать радиосвязь, нужно выставить часы на окно, выходящее на запад и по возможности задействовать какой-нибудь металлический предмет как усилитель сигнала. В ход идут чайники, термосы, батареи центрального отопления и даже газовые баллоны.
В регионах, где такая синхронизация в принципе невозможна, атомные часы подводят вручную, как обычные кварцевые. Для этого используется любой сайт с точным атомным временем (самый известный – Time.is). Кстати, там же можно сверить часы на электронных гаджетах, хотя особой необходимости в этом нет: любое устройство с подключением к сети устанавливает время по атомным часам.
Поделиться
