원자 시계가 시간을 측정하는 방법
원자시계의 디자인에는 수정이 포함되어 있습니다. 수정은 수축하고
이것이 어떻게 작동하는지 이해하려면 다음을 기억해야 합니다.원자의 구조. 중앙에는 양전하를 띠는 핵이 있습니다. 주위에는 음전하를 띤 전자가 있으며 각각 자체 궤도를 돌고 있습니다. 더욱이, 그들 각각은 특정 에너지 수준에 있습니다. 즉, 핵에 대한 인력으로 인해 일정량의 에너지를 가지고 있습니다.
이 레벨은 다음을 전송하여 변경할 수 있습니다.전자 더 많은 에너지, 예를 들어 원자를 가열할 수 있습니다. 그러면 전자는 다시 그 수준으로 돌아가 방사선의 형태로 초과분을 방출합니다. 모든 것은 이 방사선을 기반으로 합니다. 특정 주파수를 가지며 시계의 진자와 비슷합니다.
오늘날 원자 시계는 루비듐, 스트론튬, 수소 원자에서 작동할 수 있습니다.
원자 시계의 디자인은 지속적으로 개선되고 있습니다. 예를 들어, 수천억 년마다 1초씩 지연되는 메커니즘이 발명되었습니다.
원자 시계가 없으면 지구와 우주에서 항해가 불가능합니다.
항해를 위해서는 먼저 원자 시계가 필요합니다.GLONASS 및 GPS, 이러한 시스템은 신호가 지구상의 한 지점에서 위성까지 그리고 그 반대로 이동하는 시간의 거리를 결정하기 때문입니다. 시계는 신호가 A 지점에서 B 지점까지 이동하는 데 걸리는 시간을 측정하여 물체 사이의 거리를 측정하는 데 사용됩니다.
내비게이션은 현재 지구상의 냉장고 크기 원자시계를 사용하여 우주선의 위치를 정확히 찾아냅니다.
신호가 우주선에 도달하고 지구로 돌아오는 데는 한 시간 이상이 걸릴 수 있습니다.
이 데이터로부터 좌표와 지침이 계산되어 우주선으로 다시 전송됩니다.
우주선에 자체 시계가 탑재되어 있으면 자체 궤적을 계산할 수 있습니다. 이를 통해 더 멀리 여행하고 사람들을 다른 행성으로 안전하게 운송할 수 있습니다.
원자시계를 이용해 행성 사이의 거리를 알아보세요
그러나 원자시계의 주요 고객은 천문학자들이다. 그들은 원자시계를 사용하여 우주의 광대한 거리를 측정하고 특정 행성이나 소행성으로부터 우리가 얼마나 멀리 떨어져 있는지 확인합니다.
이를 위해 신호를 보내고 반환 시간을 고정합니다. 오류가 1초라도 있으면 정확도에서 약 30만 킬로미터를 잃을 수 있습니다.
원자 시계가 암흑 물질을 찾는 데 어떻게 도움이 되는지
암흑물질이 우리에게 영향을 미칠 수 있다일반적인 문제이며 이는 반드시 결과를 가져옵니다. 그 중 하나는 기본 물리 상수 중 하나인 미세 구조 상수의 변화일 수 있습니다.
미세구조상수는 첫 번째 오비탈에 있는 전자의 회전속도와 빛의 속도의 비율로 약 0.007이다.
과학자들은 이전에 이 상수가 항상 같은 값이라고 믿었지만 최근 발견에서 알 수 있듯이 약간 다를 수 있습니다.
한 이론에 따르면, 암흑 물질은 빅뱅 동안 발생한 공간의 위상학적 결함입니다. 상수에 영향을 줄 수 있습니다.
과학자들은 여러 개의 원자시계를 사용해 왔습니다.토폴로지 결함이 공간에서 멀리 떨어져 있는 물체에 어떻게 작용해야 하는지는 공간에서 분리된 서로 다른 시계에서 다르게 작용해야 합니다.
정확성을 높이기 위해 저자는시계를 결합하여 각각 폴란드, 미국, 일본 및 프랑스 국가 중 하나에 위치한 4개 장치의 네트워크로 정확도를 향상시켰습니다. 모든 장치의 데이터를 결합하여 토폴로지 효과를 분석합니다.
초정밀 원자 시계는 시공간의 왜곡을 측정할 수 있을 것입니다.
과학자들은 충분히 정확한 원자 시계가 물체가 중력으로 인해 주변 공간을 왜곡하는 방식을 측정하는 도구 역할을 할 수 있다고 확신합니다.
볼더(Boulder)에 있는 국립표준기술연구소(National Institute of Standards and Technology)의 물리학자들은 레이저를 사용하여 원자를 위한 임시 함정을 만들었습니다. 그것은 몇 개의 아주 작은 컵처럼 보였습니다.
정확한 주파수의 레이저 빔에 노출되면 수천 개의 이테르븀 원자가 컵을 채우고 궤도에 있는 전자는 한 에너지 준위로 전환됩니다.
그러한 시스템에서 전자는 더 많은천억 전환. 레이저가 "이상적인" 주파수로 조정되자마자 정보는 레이저 방사선의 주파수에서 전자 장치, 즉 동일한 클록에서 수신 및 디코딩할 수 있는 신호로 변환되기 시작합니다.
과학자들은 이제 얻은 데이터가 시공간 자체에 대한 중력의 영향을 결정하는 데 도움이 되도록 레이저를 조정할 수 있었습니다.
원자시계는 중요한 측정 도구이다시간과 같은 일시적인 양. 그것이 없으면 지구 시간의 사소한 변화를 추적하거나 이웃 행성 및 은하까지의 거리를 측정하는 것이 불가능합니다.
그리고 미래에 원자 시계는 행성의 식민지화와 암흑 물질 연구에 없어서는 안될 필수품이 될 것입니다.
그러나 그들이 가정용 기기가 될 가능성은 거의 없습니다.
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