ככל שמתקרב שעון הקיץ, תוכלו לראות תזכורות רבות להזיז את שעוניכם שעה קדימה רגע לפני השינה במוצאי שבת. זה גרם לנו לחשוב על השעונים שקבעו את עצמם. השעונים נשלטים על ידי רדיו הם פופולריים יותר ויותר, מכיוון שהם זמינים באופן נרחב עבור $ 10 או $ 15, מכיוון שהם מסתגלים אוטומטית למשמרות זמן ויעבדו כמעט בכל מקום בארצות הברית היבשתית. ייתכן מאוד שבבעלותך אחד מהם כבר. אך יתכן שלא תדע כיצד הם עובדים.
תוכן קשור
- האם הצליל יכול להסביר תעלומת שעון בן 350 שנה?
מראהו ההייטק של השעון הזה מסתיר מערכת מורחבת לשמירתו בדיוק בהתאמה למה שהמכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה רואה זמן רשמי: שעון מכויל על ידי תנועת גוש אטומי צזיום בבולדר, קולורדו. שוכן במעבדה למדידה גופנית של ה- NIST, זהו השעון האטומי הרשמי, והוא שומר זמן על המדינה כולה.
המנגנון המתוחכם - המכונה NIST-F1 - הוא האחרון בשורה של שעוני אטום היי-טק ואומץ רשמית כתקן הזמן של ארה"ב בשנת 1999. הדיוק של NIST-F1 משתפר ללא הרף, ונכון לשנת 2010, מדענים חישב כי אי הוודאות שלו צומצמה עד כדי כך שהיא לא תרוויח או תפסיד שנייה במהלך 100 מיליון שנה.
דרגת דיוק זו מושגת על ידי מערך טכנולוגי מורכב. בשנת 1967 הגדירה הלשכה הבינלאומית למשקולות ומדדים רשמית שניה אחת כזמן שלוקח אטום צזיום בודד כדי לעבור בין רמות אנרגיה מספר נתון של פעמים - כלומר, תדר התהודה הטבעי של צזיום. NIST-F1 ידוע כשעון אטומי מזרקת צזיום מכיוון שהוא משתמש במערך לייזרים דמוי מזרקה כדי לתפעל אטומי צזיום ולאתר תדר זה בצורה מדויקת ככל האפשר.
בתוך המכשיר, שישה לייזרים חזקים מכוונים לגז המכיל אטומי צזיום, מאטים את תנועתם ומקררים אותם לטמפרטורות המיליוניות מעלות מעל לאפס מוחלט. בשלב הבא זוג לייזרים אנכיים דוחפים את הכדור המגושם של אטומי צזיום כמטר למעלה בחלל, הממלא בקרינת מיקרוגל. כשהוא נסחף חזרה כלפי מטה, מכוון לייזר נוסף אל האטומים ומגלה כמה השתנו על ידי המיקרוגלים. מדענים מכוונים את תדר המיקרוגל כדי למקסם את מספר האטומים שנפגעו.
ה- NIST משתמש במדד זה של תדר התהודה של צזיום כשני הרשמי בתקן הזמן העיקרי בארה"ב. אבל איך זה מגיע לשעון שבשליטת הרדיו שלך? תקן הזמן הרשמי נשלח ל- WWVB, תחנת הרדיו הקצר של NIST בפורט קולינס, קולורדו. פעם בדקה, WWVB משתמש בחמש אנטנות כדי לשדר קוד דיגיטלי המציין את השעה הרשמית - כולל השנה, התאריך, השעה, הדקה והאם שעון הקיץ הוא בתוקף - ברחבי הארץ.
רוב השעונים הנשלטים על ידי רדיו מתוכנתים לקבל אות זה פעם ביום עם מקלטים מובנים וכייל את זמנם בהתאם. מומחים אומרים כי השעון שבשליטת הרדיו שלך יעבוד בצורה הטובה ביותר כאשר הוא ממוקם ליד חלון הפונה למקור השידור, פורט קולינס. למדינות רבות אחרות יש שידורי זמן משלהם, המבוססים על שעונים אטומיים אחרים.
שעון שנשאר מדויק במשך 100 מיליון שנה הוא די טוב, נכון? לא עבור NIST. בשנת 2010 הם הודיעו על התקדמות בפיתוח "שעון לוגיקה קוונטית" חדש, השומר על זמן על בסיס אטום אלומיניום יחיד. השעון החדש לא יזכה ולא יפסיד שנייה במשך 3.7 מיליארד שנים, כך מדווחים החוקרים, ומעניק לו את תואר השעון המדויק ביותר בעולם.
אז השנה, אם השעון שלכם קופץ אוטומטית שעה קדימה בשעה שתיים בלילה ביום ראשון, זכרו שמערך מורכב של לייזרים ואטומים במרחק אלפי מיילים משם הוא הסיבה לכך. אנחנו בטוחים שעשינו דרך ארוכה מצפייה בשמשות ושעונים מפותלים.
