¿Cuáles son las características de los relojes atómicos?
Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas, la energía atómica, la tecnología aeroespacial y la física de altas energías requieren una medición más precisa del tiempo. Algunos isótopos y diversas partículas se metamorfosean en milmillonésimas de segundo. Las computadoras electrónicas modernas realizan cálculos en decenas de millones de segundos, cientos de millones de segundos o incluso miles de millones de segundos.
La tecnología moderna requiere una hora estándar internacional más precisa. Porque si hay un error de un segundo, el navegante que utiliza el sextante para navegar puede tener una desviación de 1/4 de milla; con una diferencia de 1‰ de segundo, la nave espacial puede volar 10 metros cada segundo, la computadora electrónica puede; calcule 800.000 veces... La hora de Greenwich ya no es lo suficientemente precisa, pero se ha utilizado en el mundo y se necesita un compromiso para resolverla.
Desde la década de 1960, la Oficina Internacional del Tiempo ha determinado la hora coordinada del mundo, de modo que la hora no sólo pueda garantizar la uniformidad, sino que también refleje las características de la rotación de la Tierra. La comunidad astronómica internacional definió el segundo atómico en 1967 e introdujo el sistema de cronometraje del tiempo atómico. En 1967, la Conferencia Internacional sobre Pesos y Medidas definió el segundo como "El segundo (S) es la duración de 9192631770 ciclos de radiación correspondientes a la transición entre los dos niveles de energía hiperfina del estado fundamental del átomo de cesio-133". Es decir, el reloj atómico utiliza un determinado estado de movimiento dentro del átomo de cesio para medir el tiempo.
Los relojes atómicos son los relojes más precisos del mundo. Resulta que los electrones dentro de los átomos irradian ondas electromagnéticas cuando hacen una transición, y su frecuencia de transición es extremadamente estable. Esta onda electromagnética se utiliza para controlar un oscilador electrónico y, por tanto, el tiempo de recorrido del reloj. Se trata de un reloj atómico.
Las normas internacionales estipulan que a las 0:00 horas del día de Año Nuevo de 1958, la hora atómica coincidía con la hora universal, pero la diferencia con la hora del almanaque era de 32,15 segundos. Esto se llama Tiempo Atómico Internacional, escrito como TAT.
Desde las 0:00 horas del día de Año Nuevo de 1972, transmitía la hora universal a través de una estación de radio dedicada, cambiando de TAT a hora universal coordinada, registrada como UTC. El llamado tiempo universal coordinado se refiere al tiempo universal coordinado por el Tiempo Atómico Internacional. Es diferente tanto del tiempo atómico internacional como del tiempo atómico universal. Sin embargo, su diferencia con el Tiempo Atómico Internacional es siempre un número completo de segundos; su diferencia con el TAT siempre es de 0,9 segundos.
El tiempo atómico puede proporcionar intervalos de tiempo uniformes y segundos estándar, que pueden satisfacer las necesidades de la radio, la física, etc. Es muy preciso usarlo para medir períodos de tiempo. El reloj atómico calcula que la vida útil de la partícula elemental "mesón" es de aproximadamente 0,000002 segundos; una abeja tarda unos 0,005 segundos en batir sus alas una vez cuando la nave espacial vuela a 10 kilómetros por segundo; viajado por la luz en el vacío cada 29992458 de segundo Es 1 metro estándar.
La segunda duración del tiempo universal coordinado es estrictamente igual a la segunda duración del tiempo atómico. Cuando su hora difiere de la del tiempo universal en más de 0,9 segundos, se introduce un segundo intercalar en el tiempo universal.
Para coordinar el trabajo de medición del tiempo de los países de todo el mundo, se estableció la Oficina Internacional del Tiempo en París, Francia. Mantiene la escala de tiempo atómico internacional y proporciona datos horarios precisos a los centros de cronometraje de varios países.
La Oficina Internacional de Hora de la Sala del Sistema de Comparación de Tiempo Atómico del Observatorio de Shaanxi se ajusta dos veces al año y transmite señales horarias estándar a todas partes del mundo a través de estaciones de radio de hora estándar. Un aumento de 1 segundo se denomina segundo intercalar positivo y una disminución de 1 segundo se denomina segundo intercalar negativo. De esta forma se puede ajustar el error provocado por la hora de Greenwich. En la víspera de Año Nuevo de 1979 y el 30 de junio de 1981, la hora universal añadió un tiempo de corrección de "segundo intercalar" respectivamente, y el Padre Tiempo llegó tarde en ambas ocasiones.
Esta es la hora universal civil actual y también es la hora utilizada para los estudios astronómicos, los estudios geodésicos y el seguimiento de satélites.
El primer reloj atómico del mundo, el reloj de amoníaco, fue construido por la Oficina Nacional de Normas en 1949. Esto marcó una nueva era en la medición y orientación del tiempo. En los diez años siguientes, la tecnología de los relojes atómicos se ha desarrollado enormemente y se han fabricado sucesivamente relojes de rubidio, relojes de cesio, relojes de hidrógeno, etc. En 1992, los relojes atómicos eran de uso común en todo el mundo. Nuestro país ha fabricado sucesivamente relojes atómicos de rubidio y relojes atómicos de hidrógeno, y ha entrado en las filas más avanzadas del mundo en términos de cronometraje.