Забелязвали ли сте някога, че часовникът ви в къщата показва различно време? И как да разберете коя от всички опции е правилна? Ще научим отговорите на всички тези въпроси, като изучим задълбочено принципа на работа на атомните часовници.

Атомен часовник: описание и принцип на работа

Нека първо разберем какъв е механизмът на атомния часовник. Атомният часовник е устройство, което измерва времето, но използва собствените си трептения като периодичност на процеса и всичко се случва на атомно и молекулярно ниво. Оттук и точността.

Спокойно може да се каже, че атомните часовници са най-точни! Благодарение на тях в света функционира интернет и GPS навигацията, знаем точното местоположение на планетите в слънчева система. Грешката на това устройство е толкова минимална, че смело можем да кажем, че са на световно ниво! Благодарение на атомните часовници се извършва цялата световна синхронизация, знае се къде се намират определени промени.

Кой е изобретил, кой е създал, а също и кой е измислил този часовник-чудо?

Още в началото на четиридесетте години на двадесети век беше известно за атомния лъч на магнитния резонанс. Първоначално приложението му по никакъв начин не засягаше часовниците - беше само теория. Но още през 1945 г. Исидор Раби предложи да се създаде устройство, чиято концепция беше, че те работят на базата на горната техника. Но те бяха подредени така, че не се виждаха точни резултати. И още през 1949 г. Националното бюро по стандартизация информира целия свят за създаването на първия атомен часовник, който се основава на молекулярни съединения на амоняк, а още през 1952 г. са усвоени технологии за създаване на прототип, базиран на атоми на цезий.

Чувайки за атомите на амоняка и цезия, възниква въпросът, но радиоактивни ли са тези прекрасни часовници? Отговорът е еднозначен - не! Те нямат атомен разпад.

В днешно време има много материали, от които се правят атомните часовници. Например, това е силиций, кварц, алуминий и дори сребро.

Как работи устройството?

Нека да разгледаме как изглеждат и работят часовниците с ядрено захранване. За да направите това, предлагаме описание на тяхната работа:

За правилното функциониране на този часовник не е необходимо нито махало, нито кварцов осцилатор. Те използват сигналите, които възникват в резултат на квантов преходедин електрон между две енергийни нива на атом. В резултат на това можем да наблюдаваме електромагнитна вълна. С други думи, получаваме чести колебания и свръхвисоко ниво на стабилност на системата. Всяка година, поради нови открития, процесите се модернизират. Не толкова отдавна специалистите от Националния институт по стандарти и технологии (NIST) станаха шампиони, поставяйки абсолютен световен рекорд. Те успяха да доведат точността на атомния часовник (базиран на стронций) до минималното отклонение, а именно: за 15 милиарда години тече една секунда. Да, да, не ви се стори, че това е възрастта, която сега се приписва на нашата Вселена. Това е огромно откритие! В края на краищата стронцийът играеше съществена роляв този запис. Движещите се атоми на стронция в неговата пространствена решетка, които учените създадоха с помощта на лазер, действаха като аналог на „тиктакането“. Както винаги в науката, на теория всичко изглежда очарователно и вече подобрено, но нестабилността на такава система може да се окаже по-малко радостна на практика. Именно поради своята нестабилност устройството, базирано на цезий, придоби световна популярност.

Сега помислете от какво се състои такова устройство. Основните подробности тук са:

• квантов дискриминатор;
• кварцов генератор;
• електроника.

Кварцовият осцилатор е вид автоосцилатор, но за да произведе резонансен елемент, той използва пиезоелектрични модове на кварцов кристал.

Имайки квантов дискриминатор и кварцов осцилатор, под влияние на тяхната честота те се сравняват и ако се установи разлика, веригата обратна връзкаизисква кристалният осцилатор да се настрои към необходимата стойност и да подобри стабилността и точността. В резултат на това на изхода виждаме точната стойност на циферблата, което означава, че точно време.

Ранните модели бяха доста големи, но през октомври 2013 г. компанията "BathysHawaii" направи фурор, като пусна миниатюрен атомен ръчен часовник.Първоначално всички приеха това твърдение като шега, но скоро се оказа, че е наистина вярно и те функционират на базата на атомния източник цезий 133 Безопасността на устройството се осигурява от факта, че радиоактивният елемент се съдържа под формата на газ в специална капсула. Снимка на това устройство е разпръсната по целия свят.

Мнозина в темата за атомните часовници се интересуват от въпроса за източника на енергия. Батерията е литиево-йонна. Но уви, все още не е известно колко дълго ще издържи такава батерия.

Часовникът BathysHawaii наистина беше първият атомен ръчен часовник. Преди това вече бяха известни случаи на пускане на сравнително преносимо устройство, но, за съжаление, то нямаше атомен източник на енергия, а само синхронизирано с реални общи часовници чрез безжично радио. Заслужава да се спомене и цената на такава притурка. Удоволствието беше оценено на 12 хиляди щатски долара. Ясно беше, че с такава цена часовниците няма да придобият широка популярност, но компанията не се стреми към това, защото ги пусна в много ограничена партида.

Познаваме няколко вида атомни часовници. Няма съществени разлики в техния дизайн и принципи, но все пак има някои разлики. И така, основните са в средствата за намиране на промените и техните елементи. Могат да се разграничат следните видове часовници:

1. Водород. Тяхната същност се състои в това, че има опора за водородни атоми правилно нивоенергия, но стените са направени от специален материал. Въз основа на това заключаваме, че водородните атоми много бързо губят енергийното си състояние.
2. цезий. Основата за тях са цезиеви лъчи. Струва си да се отбележи, че тези часовници са най-точни.
3. Рубидий. Те са най-простите и много компактни.

Както споменахме по-рано, атомните часовници са много скъпа джаджа. Така джобният часовник Hoptroff No. 10 е ярък представител на ново поколение играчки. Цената на такъв стилен и много точен аксесоар е 78 хиляди долара. Издадени са само 12 копия. Механизмът на това устройство използва високочестотна осцилаторна система, която е оборудвана и с GPS сигнал.

Компанията не спира дотук и именно в десетата си версия на часовника иска да приложи метода за поставяне на механизма в златен корпус, който ще бъде отпечатан на популярен 3D принтер. Все още не е изчислено точно колко злато ще бъде използвано за такава версия на кутията, но приблизителната цена на дребно на този шедьовър вече е известна - тя възлиза на около 50 хиляди британски лири стерлинги. И все още не е крайна цена, въпреки че отчита всички обеми изследвания, както и новостта и уникалността на самата джаджа.

Исторически факти за използването на часовници

Как, когато говорим за атомни часовници, да не говорим най-много интересни факти, които са свързани с тях и времето като цяло:

1. Знаете ли, че в древен Египетнай-старият слънчев часовник, намиран някога?
2. Грешката на атомните часовници е минимална - тя е само 1 секунда за 6 милиона години.
3. Всеки знае, че една минута има 60 секунди. Но малко хора се задълбочиха колко милисекунди са в една секунда? А те не са много и не са малко – хиляди!
4. Всеки турист, който е успял да посети Лондон, със сигурност е искал да види Биг Бен със собствените си очи. Но за съжаление, малко хора знаят, че Биг Бен изобщо не е кула, а името на огромна камбана, която тежи 13 тона и звъни вътре в кулата.
5. Чудили ли сте се някога защо стрелките на нашите часовници вървят точно отляво надясно или как сме казвали „по часовниковата стрелка“? Този факт е пряко свързан с това как се движи сянката върху слънчевия часовник.
6. Първият ръчен часовник е изобретен през 1812 г. Те са направени от основателя на Breguet за кралицата на Неапол.
7. Преди Първата световна война ръчните часовници се считат само за дамски аксесоар, но скоро, поради удобството си, те са избрани и от мъжката част от населението.

Миналата година, 2012 г., се навършиха четиридесет и пет години, откакто човечеството реши да използва атомно отчитане на времето, за да измерва времето възможно най-точно. През 1967 г. международната категория време престана да се определя от астрономически скали - те бяха заменени от цезиевия честотен стандарт. Именно той получи сега популярното име - атомни часовници. Точното време, което ви позволяват да определите, има незначителна грешка от една секунда за три милиона години, което им позволява да се използват като времеви стандарт във всяко кътче на света.

Малко история

Самата идея за използване на атомни вибрации за свръхпрецизно измерване на времето е изразена за първи път през 1879 г. от британския физик Уилям Томсън. В ролята на емитер на резонаторни атоми този учен предложи използването на водород. Първите опити идеята да се приложи на практика са направени едва през 40-те години на миналия век. двадесети век. А първият в света работещ атомен часовник се появява през 1955 г. във Великобритания. Техен създател е британският физик експериментатор д-р Луис Есен. Този часовник работеше на базата на вибрации на атоми цезий-133 и благодарение на тях учените най-накрая успяха да измерват времето с много по-голяма точност от преди. Първото устройство на Есен допуска грешка от не повече от секунда на всеки сто години, но впоследствие се увеличава многократно и грешката за секунда може да се натрупа само за 2-3 стотици милиона години.

Атомен часовник: как работи

Как работи това гениално "устройство"? Като генератор на резонансна честота, атомните часовници използват молекули или атоми квантово ниво. установява връзката на системата " атомно ядро- електрони" с няколко дискретни енергийни нива. Ако такава система се въздейства със строго определена честота, тогава тази система ще премине от ниско ниводо високо. Възможен е и обратният процес: преминаването на атом от повече високо ниводо ниско, придружено от излъчване на енергия. Тези явления могат да се контролират и записват всички енергийни скокове чрез създаване на нещо като осцилаторна верига (нарича се още атомен осцилатор). Неговата резонансна честота ще съответства на енергийната разлика между съседните атомни преходни нива, разделена на константата на Планк.

Такива колебателна веригаима неоспорими предимства пред своите механични и астрономически предшественици. За един такъв атомен осцилатор резонансната честота на атомите на всяко вещество ще бъде една и съща, което не може да се каже за махала и пиезокристали. Освен това атомите не променят свойствата си с времето и не се износват. Следователно атомните часовници са изключително точен и почти вечен хронометър.

Точно време и модерни технологии

Телекомуникационни мрежи, сателитни комуникации, GPS, NTP сървъри, електронни транзакции на фондовата борса, онлайн търгове, процедурата за закупуване на билети чрез Интернет - всички тези и много други явления отдавна са твърдо установени в нашия живот. Но ако човечеството не беше изобретило атомния часовник, всичко това просто нямаше да се случи. Точното време, синхронизирането с което ви позволява да сведете до минимум всякакви грешки, закъснения и забавяния, позволява на човек да се възползва максимално от този безценен незаменим ресурс, който никога не е твърде много.

Високопрецизни атомни часовници, които правят грешка от една секунда за 300 милиона години. Този часовник, който замени стар модел, който имаше грешка от една секунда за сто милиона години, сега определя стандарта за американското гражданско време. Lenta.ru реши да си припомни историята на създаването на атомните часовници.

Първи атом

За да създадете часовник, достатъчно е да използвате всеки периодичен процес. И историята на появата на инструментите за измерване на времето е отчасти историята на появата или на нови източници на енергия, или на нови осцилаторни системи, използвани в часовниците. Най-простият часовник вероятно е слънчевият часовник, който изисква само слънце и обект, който да хвърля сянка, за да работи. Недостатъците на този метод за определяне на времето са очевидни. Водните и пясъчните часовници също не са по-добри: те са подходящи само за измерване на относително кратки периоди от време.

Най-древният механични часовнициса намерени през 1901 г. близо до остров Антикитера на потънал кораб в Егейско море. Те съдържат около 30 бронзови зъбни колела в дървена кутия с размери 33 на 18 на 10 сантиметра и датират от около 100 г. пр.н.е.

В продължение на почти две хиляди години механичните часовници са най-точните и надеждни. Появата през 1657 г. на класическата творба на Кристиан Хюйгенс „Часовник с махало“ („Horologium oscillatorium, sive de motu pendulorum an horologia aptato demonstrationes geometrica“) с описание на устройство за отчитане на времето с махало като осцилираща система вероятно е била апогей в историята на развитието на механични устройства от този тип.

Въпреки това астрономите и навигаторите все още са използвали звездното небе и картите, за да определят своето местоположение и точно време. Първият електрически часовник е изобретен през 1814 г. от Франсис Роналдс. Първият такъв инструмент обаче беше неточен поради чувствителността си към температурни промени.

По-нататъшната история на часовниците е свързана с използването на различни осцилационни системи в устройствата. Въведени през 1927 г. от служители на Bell Laboratories, кварцовите часовници използват пиезоелектричните свойства на кварцов кристал: когато са изложени на електрически токкристалът започва да се свива. Съвременните кварцови хронометри могат да постигнат точност до 0,3 секунди на месец. Въпреки това, тъй като кварцът е подложен на стареене, с течение на времето часовникът става по-малко точен.

С развитието на атомната физика учените предложиха използването на частици материя като осцилаторни системи. Така се появява първият атомен часовник. Идеята за възможността за използване на атомни вибрации на водорода за измерване на времето е предложена през 1879 г. английски физикЛорд Келвин обаче едва в средата на 20 век това стана възможно.

Репродукция на картина от Хуберт фон Херкомер (1907)

През 30-те години на миналия век американският физик и откривател на ядрено-магнитния резонанс Изидор Раби започва да работи върху атомен часовникс цезий-133, но избухналата война му попречи. Още след войната, през 1949 г., първият молекулярен часовникизползвайки амонячни молекули. Но първите подобни инструменти за измерване на времето не бяха толкова точни, колкото съвременните атомни часовници.

Сравнително ниската точност се дължи на факта, че поради взаимодействието на молекулите на амоняка една с друга и със стените на контейнера, в който се намира това вещество, енергията на молекулите се променя и тяхната спектрални линииразширена. Този ефект е много подобен на триенето в механичен часовник.

По-късно, през 1955 г., Луис Есен от Националната физическа лаборатория на Обединеното кралство представи първия атомен часовник с цезий-133. Този часовник натрупа грешка от една секунда за милион години. Устройството е наречено NBS-1 и започва да се счита за цезиев честотен стандарт.

електрическа схемаАтомният часовник се състои от кристален осцилатор, управляван от дискриминатор с обратна връзка. Осцилаторът използва пиезоелектричните свойства на кварца, докато дискриминаторът използва енергийните вибрации на атомите, така че вибрациите на кварца се проследяват чрез сигнали от преходи от различни енергийни нива в атоми или молекули. Между генератора и дискриминатора има компенсатор, настроен на честотата на атомните вибрации и сравняващ я с честотата на вибрациите на кристала.

Атомите, използвани в часовника, трябва да осигуряват стабилни вибрации. За всяка честота електромагнитно излъчванеима свои собствени атоми: калций, стронций, рубидий, цезий, водород. Или дори молекули амоняк и йод.

времеви стандарт

С появата на атомните инструменти за измерване на времето стана възможно използването им като универсален стандарт за определяне на секундата. От 1884 г. времето по Гринуич, считано за световен стандарт, отстъпи място на стандарта на атомните часовници. През 1967 г., с решение на 12-та Генерална конференция по мерки и теглилки, една секунда е определена като продължителността на 9192631770 периода на излъчване, съответстващи на прехода между две свръхфини нива на основното състояние на атома цезий-133. Това определение за секунда не зависи от астрономически параметри и може да бъде възпроизведено навсякъде на планетата. Цезий-133, използван в стандартния атомен часовник, е единственият стабилен изотоп на цезия със 100% изобилие на Земята.

Атомните часовници се използват и в сателитната навигационна система; те са необходими за определяне на точното време и координати на спътника. По този начин всеки сателит на GPS системата има четири комплекта такива часовници: два рубидиеви и два цезиеви, които осигуряват точност на предаване на сигнала от 50 наносекунди. Руските спътници на системата ГЛОНАСС също имат цезиеви и рубидиеви атомни измервателни уреди, а спътниците на разгръщащата се европейска система за геопозициониране Галилео са оборудвани с водородни и рубидиеви.

Точността на водородните часовници е най-висока. Това е 0,45 наносекунди за 12 часа. Очевидно Галилео е използвал такива точен часовникще изведе тази навигационна система на преден план още през 2015 г., когато 18 от нейните спътници ще бъдат в орбита.

Компактен атомен часовник

Hewlett-Packard е първата компания, разработила компактен атомен часовник. През 1964 г. тя създава цезиевия инструмент HP 5060A, с размерите на голям куфар. Компанията продължи да развива тази посока, но от 2005 г. продаде подразделението си за атомни часовници на Symmetricom.

През 2011 г. Draper Laboratories и Sandia National Laboratories разработиха и Symmetricom пуснаха първия миниатюрен атомен часовник Quantum. По време на освобождаването те струваха около 15 хиляди долара, бяха затворени в запечатан калъф с размери 40 на 35 на 11 милиметра и тежаха 35 грама. Консумацията на енергия на часовника беше под 120 миливата. Първоначално те са разработени по поръчка на Пентагона и са предназначени да обслужват навигационни системи, които функционират независимо от GPS системите, например дълбоко под вода или земя.

Още в края на 2013 г. американската компания Bathys Hawaii представи първия "ръчен" атомен часовник. Като основен компонент те използват чипа SA.45s, произведен от Symmetricom. Вътре в чипа има капсула с цезий-133. Дизайнът на часовника включва също фотоклетки и лазер с ниска мощност. Последният осигурява нагряване на газообразен цезий, в резултат на което неговите атоми започват да се движат от един енергийно ниводруг. Измерването на времето просто се прави чрез фиксиране на такъв преход. Цената на новото устройство е около 12 хиляди долара.

Тенденциите към миниатюризация, автономност и прецизност ще доведат до факта, че в близко бъдеще ще има нови устройства, използващи атомни часовници във всички области човешки живот, започвайки с космически изследванияна сателити в орбитаи станции за домашни приложения в стайни и ръчни системи.

Атомните часовници са най-точните инструменти за измерване на времето, които съществуват днес, и стават все по-популярни. по-голяма стойностс развитие и усложнение модерни технологии.

Принцип на действие

Атомните часовници не поддържат точно време благодарение на радиоактивно разпадане, както може да изглежда от името им, но използвайки вибрации на ядрата и заобикалящите ги електрони. Честотата им се определя от масата на ядрото, гравитацията и електростатичния "балансьор" между положително зареденото ядро ​​и електроните. Не отговаря съвсем на обичайния часовников механизъм. Атомните часовници са по-надеждни часовници, защото техните колебания не се променят в зависимост от такива фактори. околен святкато влажност, температура или налягане.

Еволюцията на атомните часовници

През годините учените са разбрали, че атомите имат резонансни честоти, свързани със способността на всеки от тях да абсорбира и излъчва електромагнитно лъчение. През 30-те и 40-те години на миналия век е разработено високочестотно комуникационно и радарно оборудване, което може да взаимодейства с резонансните честоти на атомите и молекулите. Това допринесе за идеята за часовника.

Първите екземпляри са произведени през 1949 г Национален институтстандарти и технологии (NIST). Като източник на вибрации се използва амоняк. Те обаче не бяха много по-точни от съществуващия стандарт за време и цезият беше използван в следващото поколение.

нов стандарт

Промяната в точността на времето беше толкова голяма, че през 1967 г. Генералната конференция по мерки и теглилки определи SI секундата като 9 192 631 770 вибрации на цезиев атом при неговата резонансна честота. Това означаваше, че времето вече не е свързано с движението на Земята. Най-стабилният атомен часовник в света е създаден през 1968 г. и е използван като част от референтната система за време NIST до 90-те години.

Автомобил за подобрение

Едно от най-новите постижения в тази област е лазерното охлаждане. Това подобри съотношението сигнал/шум и намали несигурността в тактовия сигнал. Тази охладителна система и друго оборудване, използвано за подобряване на цезиевия часовник, ще изискват пространство с размерите на железопътен вагон, въпреки че търговските опции могат да се поберат в куфар. Една от тези лаборатории отчита времето в Боулдър, Колорадо, и е най-точният часовник на Земята. Те грешат само с 2 наносекунди на ден, или 1 s за 1,4 милиона години.

Усъвършенствана технология

Тази огромна точност е резултат от комплекс технологичен процес. Първо, течният цезий се поставя в пещ и се нагрява, докато се превърне в газ. Металните атоми излизат с висока скорост през малък отвор в пещта. Електромагнитите ги карат да се разделят на отделни лъчи с различна енергия. Необходимият лъч преминава през U-образния отвор и атомите са изложени на микровълнова енергия с честота 9.192.631.770 Hz. Поради това те са възбудени и преминават в различно енергийно състояние. След това магнитното поле филтрира другите енергийни състояния на атомите.

Детекторът реагира на цезий и показва максимум при правилно значениечестоти. Това е необходимо за настройка на кристалния осцилатор, който управлява тактовия механизъм. Разделянето на неговата честота на 9.192.631.770 дава един импулс в секунда.

Не само цезий

Въпреки че най-често срещаните атомни часовници използват свойствата на цезия, има и други видове. Те се различават по прилагания елемент и средствата за определяне на промяната в енергийното ниво. Други материали са водород и рубидий. Водородните атомни часовници функционират като цезиевите часовници, но изискват контейнер със стени, направени от специален материал, който не позволява на атомите да губят енергия твърде бързо. Часовниците с рубидий са най-простите и компактни. В тях стъклена клетка, пълна с газообразен рубидий, променя абсорбцията на светлина, когато е изложена на микровълнова честота.

Кой се нуждае от точно време?

Днес времето може да се брои с изключителна точност, но защо е важно това? Това е необходимо в системи като напр Мобилни телефони, интернет, GPS, авиационни програми и цифрова телевизия. На пръв поглед това не е очевидно.

Пример за това как се използва точното време е синхронизирането на пакети. През средна линиякомуникациите преминават през хиляди телефонни обаждания. Това е възможно само защото разговорът не се предава изцяло. Телекомът го разделя на малки пакети и дори пропуска част от информацията. След това те преминават през линията заедно с пакети от други разговори и се възстановяват в другия край без смесване. Системата за часовник на телефонната централа може да определи кои пакети принадлежат към даден разговор по точния час на изпращане на информацията.

GPS

Друга реализация на точното време е системата за глобално позициониране. Състои се от 24 сателита, които предават своите координати и време. Всеки GPS приемник може да се свърже с тях и да сравни времената на излъчване. Разликата позволява на потребителя да определи тяхното местоположение. Ако тези часовници не бяха много точни, тогава GPS системата би била непрактична и ненадеждна.

Границата на съвършенството

С развитието на технологиите и атомните часовници неточностите на Вселената станаха забележими. Земята се движи неравномерно, което води до случайни колебания в продължителността на годините и дните. В миналото тези промени биха останали незабелязани, защото инструментите за отчитане на времето бяха твърде неточни. Въпреки това, за голямо ужас на изследователи и учени, времето на атомните часовници трябва да бъде коригирано, за да компенсира аномалиите. реалния свят. Те са удивителни инструменти за напредък на съвременните технологии, но тяхното съвършенство е ограничено от границите, поставени от самата природа.

Атомен часовник 27 януари 2016 г

Швейцария или дори Япония няма да бъде родното място на първия в света джобен часовник с вграден атомен стандарт за време. Идеята за тяхното създаване се заражда в сърцето на Великобритания от базираната в Лондон марка Hoptroff

Атомните, или както ги наричат ​​още „квантови часовници“, е устройство, което измерва времето, използвайки естествени вибрации, свързани с процеси, протичащи на ниво атоми или молекули. Richard Hoptroff реши, че е време съвременните господа, които се интересуват от високотехнологични устройства, да сменят джобните си механични часовници с нещо по-екстравагантно и нестандартно, а също и съобразено със съвременните градски тенденции.

И така, на публиката беше показан елегантен джобен атомен часовник Hoptroff No. 10, който може да изненада съвременното поколение, изкушено от изобилие от джаджи, не само с ретро стил и фантастична точност, но и с експлоатационния си живот. Според разработчиците, като имате този часовник със себе си, ще можете да останете най-точният човек поне 5 милиарда години.

Какво друго интересно можете да разберете за тях ...

Снимка 2.

За всички, които никога не са се интересували от такива часовници, струва си да опишем накратко принципа на тяхната работа. Вътре в "атомното устройство" няма нищо, което да прилича на класически механичен часовник. В Hoptroff No. 10 няма механични части като такива. Вместо това атомните джобни часовници са оборудвани със запечатана камера, пълна с радиоактивни вещества газообразно вещество, чиято температура се контролира от специална пещ. Точният момент е както следва: лазерите възбуждат атоми химичен елемент, който е един вид "пълнител" на часовника, а резонаторът улавя и измерва всеки атомен преход. Днес основният елемент на такива устройства е цезият. Ако си припомним системата от единици SI, тогава в нея стойността на секундата е свързана с броя на периодите на електромагнитно излъчване по време на прехода на атомите на цезий-133 от едно енергийно ниво на друго.

Снимка 3.

Ако в смартфоните процесорният чип се счита за сърцето на устройството, то в Hoptroff No. 10 тази роля се поема от модула-генератор на еталонното време. Доставя се от Symmetricom, а самият чип първоначално е бил насочен към използване във военната индустрия - в безпилотни летателни апарати.

Атомният часовник CSAC е оборудван с термостат с контролирана температура, съдържащ камера с цезиеви пари. Под въздействието на лазер върху атомите на цезий-133, преходът им от един енергийно състояниев друг, за измерването на който се използва микровълнов резонатор. От 1967г Международна системаединици (SI) определя една секунда като 9 192 631 770 периода на електромагнитно излъчване, възникващо от прехода между две свръхфини нива на основното състояние на атома цезий-133. Въз основа на това е трудно да си представим по-технически точен часовник, базиран на цезий. С течение на времето, като се има предвид скорошни постиженияв областта на измерването на времето, точността на нови оптични часовници, базирани на алуминиев йон, пулсиращ с честота ултравиолетова радиация(100 000 пъти по-високи от микровълновите честоти на цезиевите часовници), стотици пъти по-високи от точността на атомните хронометри. Говорейки на разбираем език, новият джобен часовник No.10 на Hoptroff има точност от 0,0015 секунди годишно, 2,4 милиона пъти по-добре от стандартите COSC.

Снимка 4.

Функционалната страна на устройството също е на ръба на фантазията. С него можете да разберете: час, дата, ден от седмицата, година, географска ширина и дължина в различни стойности, налягане, влажност, звездни часове и минути, прогноза за приливи и отливи и много други показатели. Часовникът се предлага в злато и се планира да се използва 3D принтиране, за да се създаде корпусът му от благороден метал.

Ричард Хоптроф искрено вярва, че този конкретен производствен вариант за неговото потомство е най-предпочитаният. За да промените леко дизайнерския компонент на дизайна, няма да е необходимо изобщо да реконструирате производствената линия, а да използвате функционалната гъвкавост на устройството за 3D печат за това. Вярно е, че трябва да се отбележи, че показаният прототип на часовника е направен по класически начин.

Снимка 5.

Времето е много ценно в наши дни и джобният часовник Hoptroff No. 10 е пряко потвърждение за това. По предварителна информация, първата партида ядрени устройстваще бъде 12 бройки, а що се отнася до цената, цената за 1 екземпляр ще бъде $78 000.

Снимка 6.

Според Ричард Хоптроф, управляващ директор на марката, резиденцията на Хоптроф в Лондон е изиграла ключова роля в идеята. „В нашите кварцови механизми използваме високопрецизна осцилаторна система с GPS сигнал. Но в центъра на Лондон не е толкова лесно да се хване точно този сигнал. Веднъж, по време на пътуване до Гринуичката обсерватория, видях там атомен часовник Hewlett Packard и реших да купя нещо подобно за себе си чрез Интернет. И не можах. Вместо това попаднах на информация за чип Symmetricon и след три дни мислене разбрах, че би бил идеален за джобен часовник.“

Чипът, за който въпросният, е цезиев атомен часовник SA.45s (CSAC), принадлежащ към първото поколение миниатюрни атомни часовници за GPS приемници, радиостанции за раница и безпилотни летателни апарати. Въпреки скромните си размери (40 мм х 34,75 мм), едва ли ще се побере в ръчен часовник. Затова Hoptroff реши да оборудва с тях доста солиден джобен модел (82 мм в диаметър).

Освен че е най-точният часовник в света, Hoptroff No 10 (десетият механизъм на марката) също претендира, че е първият златен калъф, направен чрез технология за 3D принтиране. Hoptroff все още не е сигурен колко злато ще е необходимо за производството на кутията (работата по първия прототип беше завършена, когато изданието влезе в печат), но предполага, че цената му ще бъде „минимум няколко хиляди паунда“. И като се има предвид целия обем научно изследваненеобходими за разработването на продукта (помислете за функцията за хармоничен прилив за 3000 различни порта), можем да очакваме крайната му цена на дребно да бъде около £50 000.

Златен корпус на модел № 10 на изхода от 3D принтера и в завършен вид

Купувачите автоматично стават членове на изключителен клуб и ще трябва да подпишат писмен ангажимент да не използват чипа с атомен часовник като оръжие. „Това е едно от условията на нашия договор с доставчика“, обяснява г-н Хоптроф, „защото атомният чип първоначално е бил използван в системите за насочване на ракети.“ Не е много за възможността да получите часовник с безупречна точност.

Щастливите собственици на No.10 от Hoptroff ще имат на разположение много повече от часовник с висока точност. Моделът също така служи и като джобно навигационно устройство, което позволява определяне на географската дължина с точност до една морска миля, дори след много години в морето, с помощта на обикновен секстант. Моделът ще получи два циферблата, но дизайнът на единия от тях все още се пази в тайна. Другият е вихрушка от броячи, показващи цели 28 усложнения: от всички възможни хронометрични функции и календарни индикатори до компас, термометър, хигрометър (устройство за измерване на нивата на влажност), барометър, броячи на географска ширина и дължина и индикатор за висока / отлив. И това да не говорим за жизненоважните показатели за състоянието на атомния термостат.

Hoptroff планира да пусне редица нови продукти, включително електронна версия на легендарния сложен часовник Space Traveler на George Daniels. В момента се работи по тях, за да се интегрира Bluetooth технология в часовника, за да се съхранява личната информация на потребителя и да се позволи автоматично регулиране на усложнения като дисплея на лунната фаза.

Първите копия на No.10 ще се появят през следващата годинадокато компанията търси подходящи партньорисред търговците на дребно. „Със сигурност бихме могли да се опитаме да го продадем онлайн, но това е първокласен модел, така че все още трябва да го държите в ръцете си, за да го оцените. Това означава, че все още ще трябва да използваме услугите на търговците на дребно и сме готови да започнем преговори“, заключава г-н Хоптроф.

И дори Оригиналната статия е на уебсайта InfoGlaz.rfЛинк към статията, от която е направено това копие -