Атомными часами называют устройство измерения времени, принцип работы которого основан на возникновении собственных колебаний атомов и молекул. Прибор также именуют молекулярным или квантовым.
Главная сфера применения атомных часов – навигация. Функциональное применение прибора:
- Отслеживание местонахождения самолетов, ракет, космических шаттлов, спутников, подводных лодок;
- Определение положения автомобилей по связи ГЛОНАСС, GPS, Galileo;
- Трансляция сигналов по каналам спутниковой связи и теле-радиовещания (мобильная связь, бюро стандартов, точное время).
Устройство часов
Атомный прибор состоит из квантового дискриминатора (при изменении электрического сигнала изменяет полярность напряжения) и кварцевого генератора (создает колебания), соединенных электронной частью. Генератор производит колебания с частотой 2,5, 5 или 10 МГц.
В СССР разработкой квантовых часов руководил академик Н.Г. Басов.
Типы атомных часов
Для дискриминатора квантовых часов тщательно выбирают подходящий атом или молекулу. Среди претендентов выделяют атомы кальция, стронция, цезия, рубидия. Они не чувствительны к воздействию электромагнитных полей. Молекулы, которые применяют в атомных приборах: водород, метан, йод, восьмивалентный оксид осмия.
В образцовых стандартах применяют атом цезия. Остальные стандарты частоты проходят проверку с образцовым при помощи оптических гребенок. Это широкочастотное излучение, расстояние между линиями которого связано с атомной частотой.
Ученые из США создали часы, работающие на 1 атоме ртути. Они являются на 2015 год самыми точными в мире с погрешностью 1 секунда в 15 млрд. лет.
В настоящее время ведется проект по разработке сверхточных наручных часов и мобильных устройств.
