De ce telefonul tău are un ceas atât de precis și cum va deveni mai bun

De ce telefonul tău are un ceas atât de precis și cum va deveni mai bun
14:00 19.04.2018

Ceasurile nucleare ar putea fi mai precise decât cele actuale, dar asta nu te va ajuta prea mult. Diferența de acuratețe ar fi extrem de mică, dar te va impresiona precizia lor.

Te-ai întrebat vreodată cum funcționează, de fapt, ceasul de pe telefonul tău? Pe lângă bateria separată care îl ajută să se actualizeze chiar și când ai telefonul oprit, ceasul reacționează la semnalele transmise de sateliții din spațiu.

Telefonul tău posedă unul dintre cele mai precise ceasuri în prezent, iar acei sateliți au la bord, la rândul lor, niște ceasuri atomice, care măsoară timpul în funcție de frecvența emisă de tranziția electronilor dintre nivelurile de energie dintr-un atom.

De ce ar fi ceasul nuclear mai precis decât cel atomic

Aceste ceasuri atomice au fost create la mijlocul secolului trecut, iar de atunci, măsoară cu acuratețe trecerea timpului în toate statele civilizate. Și, desigur, cel mai precis ceas din lume se află la Institutul Standardelor și Tehnologiei din Colorado (SUA) și este un ceas atomic bazat pe yterbiu (un element chimic, metalic și moale, de culoare argintie).

Dar, în ciuda acurateții acestui ceas, oamenii de știință vor să creeze unul și mai precis, care, în loc să se bazeze pe energia electronilor, să folosească nucleul. Deci, da, e vorba de un ceas nuclear. Protonii și neutronii din nucleul atomic sunt mult mai denși și mai puțin vulnerabili în fața influențelor exterioare, decât electronii. De aceea, cercetătorii cred că un ceas nuclear ar putea fi soluția viitorului.

Cel mai precis ceas din lume se află în Statele Unite ale Americii, dar ceasul atomic a fost creat pentru prima dată în Marea Britanie, în 1955, în Laboratorul Național de Fizică, de către fizicienii Louis Essen și Jack Parry. A fost cel mai precis ceas conceput vreodată și era o revoluție tehnologică.

Au reușit acest lucru prin expunerea atomilor de cesium 133 la microunde într-un vid (îți dai seama că nu era un cuptor cu microunde, era un sistem mai complex de-atât, dar principiul era același). Fizicienii au vrut astfel să măsoare cât de bine absoarbe atomul de cesium energia microundelor.

Ceasul care rămâne în urmă cu o secundă odată la 200 de milioane de ani

Și acum, să ne amintim puțin de orele de fizică de la școală! Electronii unui atom orbitează în jurul nucleului la niveluri de energie stabile, dar care depind de proprietățile electrice ale nucleului. Practic, el este esența. Orbitele electronilor pot fi schimbate dacă este adăugată energie suplimentară sistemului atomic.

Electronii încep să se lovească între ei din cauza energiei crescute și emit radiație electromagnetică în timpul tranziției. Și ca să complicăm lucrurile, e bine să știi că fiecare tip de atom poate absorbi o anumită cantitate de energie.

Dar hai să simplificăm explicația. Încearcă să-ți imaginezi că cesiumul este ceasul, iar electronii sunt pendulul. Prin analogie, microundele pun în mișcare pendulul, adică electronii și fiecare dintre cele 9,192,631,770 de oscilații înseamnă o secundă pe cadranul ceasului. E genial ce au creat Essen și Parry, nu-i așa? Și totuși, invenția lor nu este perfectă.

Ceasurile atomice au fost constant perfecționate din anii 1950 încoace, iar în prezent, ele sunt atât de precise, încât nu au decât o deviație de doar o secundă, odată la 200 de milioane de ani. Și iată, cam atât de precis e ceasul de pe telefonul tău (dacă dispozitivul funcționează și e reglat corect). Dar oamenii de știință ai momentului sunt ambițioși și vor să elimine această imperfecțiune.

DĂ PLAY ȘI FII MAI INFORMAT DECÂT PRIETENII TĂI
Sursa: VICE