На варті часу
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Дуже точний «годинник», відмінний вірний еталон часу – земна куля. Один оборот Землі навколо осі – це рівно доба. «Засікти» оборот Землі можна по «нерухомим» зіркам. Однак перевіряти годинник за зірками складно і не дуже зручно. Краще, звичайно, мати надточні годинники, за якими можна звіряти всі інші. Такі годинники є. На варті секунди стоять електронні кварцові годинники. Це дуже складний, громіздкий і надзвичайно дорогий прилад. Годинник-еталон зберігається і працює в особливих умовах, під особливим наглядом, тому що він примхливий: боїться змін температури, шумів, вібрацій.
Від цих годин, точність ходу яких складає 0,0001 секунди в добу, і надходять сигнали в ефір. Але навіть годинник-еталон не ідеально точний, час від часу його звіряють по зірках. Точність кварцових годин заснована на дивовижних властивостях мінералу кварцу. Якщо його здавлювати, то на гранях мінералу виникає електричний заряд. І навпаки: якщо до кварцу підключити електричний струм, то він буде періодично стискатися і розтискатися. Причому ці коливання надзвичайно стабільні.
Коли були винайдені кварцові годинники, то кварц став у них «маятником» – до нього підводять електроенергію і отримують слабкі, але точні коливання. Є кварцові годинники менш точні, до 0,01 секунди в добу, але зате більш компактні. Вони знайшли деяке поширення, проте не дуже широке.
Але ж таки є звичайний годинник, чому він не підходить? – Цілком може виникнути у наших читачів закономірне питання. Однак часом потрібно мати саме точний час, з точністю до десятої частки секунди. Скажімо, капітану корабля у відкритому океані, вченому, геодезисту в тайзі, космонавту…
Всюди потрібні точні, зручні, витривалі годинники. Звичайно ж прогрес не стоїть на місці, і на зміну надточному кварцовому годиннику останнім часом прийшов ще більш надточний – атомний. Так зовсім недавно – 3 квітня 2014 року в США запустили найбільший супер точний в світі атомний годинник, який накопичує помилку в одну секунду лише протягом 300 мільйонів років. Працюють такі годинники завдяки квантовим переходам між різними станами ізольованих груп атомів цезію.
Автор: А. Поляков.